Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Обоснование параметров гидромеханизированной технологии разработки мощных крутых угольных пластов

ВАК РФ 25.00.22, Геотехнология(подземная, открытая и строительная)

Автореферат диссертации по теме "Обоснование параметров гидромеханизированной технологии разработки мощных крутых угольных пластов"

На поавах рукописи СЕРГЕЕВ Сергей Васильевич /

ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ГИДРОМЕХАНИЗИРОВАННОЙ ТЕХНОЛОГИИ РАЗРАБОТКИ МОЩНЫХ КРУТЫХ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ

Специальность 25.00.22 - «Геотехнология (подземная, открытая и строительная)»

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

5 ДЕК 2013

Тула 2013

005542280

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный горный университет» на кафедре подземной разработки пластовых месторождений.

Научный руководитель:

АБРАМКИН Николай Иванович, доктор технических наук, доцент, профессор кафедры «Подземная разработка пластовых месторождений», ФГБОУ ВПО «Московский государственный горный институт», г. Москва.

Официальные оппоненты:

САРЫЧЕВ Владимир Иванович, доктор технических наук, доцент, профессор кафедры «Геотехнологий и строительства подземных сооружений» ФГБОУ ВПО «Тульский государственный университет», г. Тула,

ХРИСАНОВ Павел Евгеньевич, кандидат технических наук, ведущий инженер ОАО «Мосинжпроект» группа «Природоохранные сооружения», г. Москва.

Ведущая организация: ОАО «Тульское научно-исследовательское геологическое предприятие» (ОАО «ТулНИГП»), г. Тула.

Защита состоится 28 декабря 2013 г. в II00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.271.04 при Тульском государственном университете по адресу: 300012, г. Тула, просп. Ленина, 90, 6-й учебный корпус, ауд. 220. Тел./факс: (4872) 33-13-05, e-mail: toolart@mail.ru.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ТулГУ (г. Тула, просп. Ленина, 92).

Автореферат разослан « as » ноября 2013 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета 4---' Копылов Андрей Борисович

Актуальность работы. Реструктуризация угольной промышленности России привела к сокращению производственных мощностей угольных шахт за последние 10 лет в 1,7 раза, что связано с низкой рентабельностью и высокой промышленной опасностью применения традиционных технологий подземной угледобычи в сложных горно-геологических условиях, к которым необходимо отнести и разработку мощных крутых пластов.

Объясняется это усложнением горно-геологических условий (увеличением нарушенности углевмещающего массива, переменными углами залегания и мощностью пластов, наличием слабоустойчивых пород, высокой газообильностью и склонностью угля к газодинамическим явлениям и самовозгоранию), которое вызывают необходимость применения нетрадиционных мероприятий и способов управления горным давлением, связанных с оставлением технологических целиков и пачек угля, взаимовлиянием отработки сближенных пластов, закладкой выработанных пространств, технологией ведения очистных работ. Все эти проблемы в максимальной степени характерны для разработки мощных крутых угольных пластов, а также запасов угля в антиклинальных складках.

Одним из вариантов повышения технологичности и безопасности отработки крутых мощных угольных пластов является применение гидромеханизации на основе использования гидромониторных агрегатов. В связи с этим, исследования, направленные на обоснование параметров гидромеханизированной технологии разработки мощных крутых угольных пластов и обеспечивающие повышение эффективности подземной угледобычи в сложных горно-геологических и производственно-технических условиях, являются весьма актуальными.

Целью работы является установление новых и уточнение существующих закономерностей технологии ведения очистных работ для обоснования параметров гидромеханизированной выемки, обеспечивающей эффективную отработку запасов угля при разработке антиклинальных складок и мощных крутых пластов.

Идея работы заключается в применении гидромеханизированной выемки при блочно-подэтажной подготовке выемочных блоков со спиральными, диагональными и винтовыми спусками для обеспечения отработки антиклинальных складок и мощных крутых пластов в сложных горно-геологических и горнотехнических условиях.

Основные научные положения, выносимые на защиту: разработка мощных угольных пластов в условиях антиклинальных складок обеспечивается гидромониторной выемкой при блочно-подэтажной подготовке со спиральными и диагональными спусками;

разработка мощных крутых и наклонных угольных пластов основывается на гидромониторных агрегатах при блочно-подэтажной подготовке диагональными, винтовыми и смежными спусками;

производительность гидромониторной выемки угля зависит от начального давления воды и диаметра насадки, от расстояния до забоя, времени воздей-

ствия струи на массив, разрушения угольного массива и глубины врубовой щели, учитывая одноструйное, двухструйное и трехструйное разрушение в режиме врубообразования, а также тонкоструйное разрушение. Научная новизна работы заключается в следующем: разработаны варианты гидромониторной отработки антиклинальных складок крутых угольных пластов при блочно-подэтажной подготовке спиральными и диагональными спусками и варианты разработки крутых и наклонных угольных пластов гидромониторными агрегатами с блочно-подэтажной подготовкой диагональными, винтовьми и смежными спусками, отличающиеся отсутствием необходимости проведения наклонных и круто наклонных выработок, снижением трудоемкости монтажно-демонтажных работ при переходе из подэтажа в подэтаж, увеличением нагрузки на очистной забой и снижением потерь угля;

уточнены зависимости производительности гидромониторной выемки угля при отработке крутых угольных пластов от комплекса влияющих факторов, а именно: начального давления, воды и диаметра насадки; начального расстояния от насадки до забоя; времени воздействия струи на угольный массив; режима разрушения угольного массива; глубины врубовой щели;

усовершенствован метод расчета производительности гидромониторной выемки угля при отработке крутых угольных пластов, отличающийся режимами двух-, трех- и тонкоструйного разрушения угольного массива;

усовершенствована методика обоснования суточной нагрузки на очистной забой, оборудованный гидромониторным агрегатом, при отработке ограниченных запасов угля в антиклинальных складках и при разработке крутых мощных угольных пластов.

Методы исследований. Для решения поставленных задач в работе используется комплекс методов: анализ существующих гидромеханизированных технологий разработки крутых угольных пластов; обобщение экспериментально-аналитических методов расчета подсистемы разрушения массива гидроструйным способом; методы математической статистики и корреляционного анализа; аналитические методы оценки организационно-технологических показателей работы очистных забоев.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается достаточным объемом информации о горно-геологических и производственно-технических условиях освоения запасов участков шахтных полей Прокопьевско-Киселевского месторождения (8 шахт, 34 участка) и об эффективности использования базовых вариантов технологических схем отработки запасов мощных крутых угольных пластов (7 технологических схем); корректностью использования современных методов исследований при обосновании параметров технологии отработки мощных крутых угольных пластов на основе применения гидромониторных агрегатов.

Научное значение работы в установлении зависимостей производительности гидромониторной выемки угля при отработке крутых угольных пластов от начального давления, воды и диаметра насадки, расстояния от насадки до

забоя, времени воздействия струи на угольный массив, режима разрушения угольного массива, глубины врубовой щели, а также в усовершенствованиии метода расчета нагрузки на забой отработке угольных пластов в сложных горно-геологических условиях, отличающийся учетом режимов двух-, трех- и тонкоструйного разрушения угольного массива.

Практическое значение работы состоит в разработке технологических схем ведения очистных работ при отработке запасов угля из антиклинальных складок и мощных крутых угольных пластов гидромеханизированных способом с блочно-подэтажной подготовкой, а также в создании методических основ определения суточной нагрузки на очистной забой, оборудованный гидромониторным агрегатом с различными режимами гидроструйного разрушения.

Реализация работы. Варианты технологических схем отработки запасов мощных крутых угольных пластов на основе применения гидромониторных агрегатов использованы при составлении программ развития горных работ на шахтах ОАО «УК Прокопьевскуголь», результаты исследований включены в методическое обеспечение комплекса учебных дисциплин по направлению «Горное дело» кафедры «Подземная разработка пластовых месторождений».

Апробация работы Основные положения диссертации докладывались и получили одобрение на научных симпозиумах «Неделя горняка» (Москва, 2010-2012 гг.), научно-техническом совете НПО УК «Прокопьевскуголь» (Прокопьевск, 2012 г.), научных семинарах кафедры ПРПМ Московского государственного горного университета (Москва, 20011-2013 гг.) и кафедры ГиСПС Тульского государственного университета (2013 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 научных работ, включая 2 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Объем работы. Диссертация изложена на 155 страницах, состоит из введения, 4 глав и заключения, содержит 55 рисунков, 23 таблицы, список литературы из 120 наименований.

Автор выражает благодарность за консультации при выполнении диссертации доктору технических наук, профессору Мельнику В.В., сотрудникам кафедры ПРПМ МГГУ, а также инженерно-техническим работникам НПО УК «Прокопьевскуголь» за ценные замечания и рекомендации.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Исследования, направленные на повышение эффективности разработки мощных крутых угольных пластов на современном этапе развития угледобычи, проводились в ННЦ ГП - ИГД им. A.A. Скочинского, ИПКОН, ВНИМИ, ИГД СО РАН, Институте угля и углехимии СО РАН, ПНИУИ, ВНИИгидро-угле, УкрНИИгидроугле, ДонГТУ, МГГУ, ТулГУ, КузГТУ, СибГГМА и многих других организациях. Существенный вклад в развитие теории и практики повышения эффективности разработки угольных месторождений в том числе и гидромеханизированных внесли A.A. Атрушкевич, A.C. Бурчаков, В.Н. Вы-

легжанин, H.K. Гринько, Г.И. Грицко, Ю.Н. Кузнецов, A.C. Кузьмич, В.Г. Jly-рий, A.C. Малкин, Ю.Н. Малышев, О.В. Михеев, В.В. Мельник, B.C. Мучник, А.И. Петров, JI.A. Пучков, В.В. Сенкус, В.Н. Фрянов и др.

Результаты их исследований составляют теоретическую и практическую базу для дальнейшего развития гидромеханизированной технологии отработки мощных крутых угольных пластов с применением гидромониторных агрегатов, обеспечивающей повышение эффективности подземной угледобычи в сложных горно-геологических и производственно-технических условиях.

Цель, идея работы и современное состояние знаний по рассматриваемой проблеме обусловили необходимость постановки и решения следующих задач:

анализ современного состояния и приоритетных направлений развития подземной угледобычи на шахтах, отрабатывающих запасы крутых мощных угольных пластов.

формирование вариантов гидромониторной разработки антиклинальных складок крутых угольных пластов при блочно-подэтажной подготовке спиральными и диагональными спусками.

формирование базовых вариантов разработки крутых и наклонных угольных пластов гидромониторными агрегатами с блочно-подэтажной подготовкой диагональными и винтовыми спусками.

установление зависимостей производительности гидромониторной выемки угля от комплекса влияющих факторов, учитывающие режимы и схемы разрушения угольного массива.

корректировка методов расчета нагрузки на очистной забой с учетом параметров гидромониторной выемки угля.

В результате анализа известных в мировой практике систем гидромеханизированной разработки мощных угольных пластов было установлено, что наибольшей эффективностью обладает гидромеханизированная выемка.

В диссертации разработаны варианты повышения эффективности отработки крутых и наклонных мощных угольных пластов с блочно-подэтажной подготовкой диагональными и винтовыми спусками на основе гидромониторных агрегатов. Также осуществлено формирование вариантов гидромониторной разработки антиклинальных складок крутых угольных пластов при блочно-подэтажной подготовке спиральными и диагональными спусками.

Вариант отработки антиклинальной складки представлен на рисунке 1. Антиклинальную складку подготавливают двумя восходящими диагональными спусками (печами), пройденными по углю параллельно оси складки вдоль межучасткового угольного целика под углом 25-30 градусов механо-гидравлическим комбайном типа КПА-3. Один диагональный спуск служит для выдачи исходящей струи воздуха, доставки материалов и оборудования с вентиляционного горизонта на выемочные участки в процессе их отработки. Второй диагональный спуск является пульпоспускным и погашается в процессе ведения очистных работ.

Рисунок 1 - Первый вариант отработки антиклинальной складки: 1 - гидроквершлаг; 2 - вентиляционный квершлаг; 3 - вентиляционный диагональный спуск; 4 - пульпоспускной диагональный спуск; 5 - подэтажный пульпоспускной штрек; 6 - подэтажный вентиляционный штрек; 7 — вентиляционная сбойка

По мере проведения диагональных выработок их соединяют между собой сбойками по углю, которые разделяют выемочный блок (часть складки) на подэтажи с вертикальной высотой 24-25 м. Сбойки проводят из диагональной пульпопечи с подъемом в сторону диагонального спуска. Конечный отрезок части сбоек, расположенных в целике, проходится под углом 15-30 градусов. Такое расположение сбоек обеспечивает гидроизоляцию каждого подэтажа с использованием шламов и глины после их отработки.

Очистная выемка угля в горизонтальном слое производится гидромониторным агрегатом в следующей последовательности. Сначала прямым ходом проводят орт, который соединяет аккумулирующий и параллельный штреки и обеспечивает проветривание за счет общешахтной депрессии. Обратным ходом производят погашение бокового и верхнего угольных целиков. При этом возможны два варианта погашения целиков: первый - очистными заходками, второй — расширением сечения орта обратным ходом.

На рисунке. 2 представлен второй вариант отработки гидромеханизированным способом антиклинальной складки с использованием винтового спуска. Технология гидромониторной выемки угля аналогична варианту отработки антиклинальной складки, представленной на рисунке 1.

Сущность способа разработки крутых и наклонных угольных пластов гидромониторными агрегатами с блочно-подэтажной подготовкой диагональными спусками, представленного на рисунке 3, заключается в следующем.

Рисунок 2 - Второй вариант разработки антиклинальных складок крутых угольных пластов: 1 — гидроквершлаг; 2 — вентиляционный квершлаг;

3,4- вентиляционный и пульпоспускной винтовые спуски; 5 — подэтажный пульпоспускной штрек; 6 - подэтажный вентиляционный штрек;

7 - вентиляционная сбойка; 8 - очистной забой; 9 - диагональная сбойка

От гидроквершлага по угольному пласту проводятся вентиляционный и пульпоспускной диагональные спуски, которые через 80-100 м соединяются сбойками. Проводятся диагональные спуски на длину около 80 % от длины выемочного блока Ь. После достижения указанной длины диагональные спуски изменяют направление и проводятся до соединения с вентиляционным гидроквершлагом. Возможно разделить диагональные спуски на пологую и наклонную часть. Наклонная часть диагональных спусков соединяется подэтажными квершлагами. В каждом подэтаже от квершлага проводятся подэтажные пульпоспускной и вентиляционный штреки, которые, в свою очередь, соединяются между собой вентиляционными сбойками. После окон-туривания короткого столба осуществляется его очистная выемка камерами. Между смежными камерами оставляются технологические целики, для управления породами кровли.

Достоинствами данного варианта являются: отсутствие необходимости проведения вертикальных горных выработок (скатов и углеспускных печей), что является весьма трудоемким и затратным; возможность ведения очистной выемки как минимум в двух подэтажах, что обеспечит достаточно высокую нагрузку на выемочный блок; возможность разделения в пространстве очистных и подготовительных работ и нахождение в работе трех гидромониторных агрегатов для проведения подготовительных выработок, что обеспечивает дополнительный объем добычи угля.

Отличительной особенностью технологической схемы, представленной на рисунке 4, является наличие наклонных и крутонаклонных спусков, за счет применения винтовых спусков. Вентиляционные штреки соединяются вентиляционной скважиной на каждом подэтаже. Технология ведения очистных и подготовительных работ аналогична схеме представленной на рисунке 3.

Рисунок 3 - Вариант разработки крутых и наклонных угольных пластов гидромониторными агрегатами с блочно-подэтажной подготовкой диагональными спусками: 1 - гидроквершлаг; 2 - вентиляционный квершлаг; 3 - вентиляционный диагональный спуск; 4 - пульпоспускной диагональный

спуск; 5 - подэтажный пульпоспускной штрек; 6 — подэтажный вентиляционный штрек; 7 - вентиляционные сбойки; 8 - подэтажный квершлаг; 9 — подготовительный забой; 10 - очистной забой

Рисунок 4 - Вариант разработки крутых и наклонных угольных пластов гидромониторными агрегатами с блочно-подэтажной подготовкой винтовыми спусками: 1 - гидроквершлаг; 2 — вентиляционный квершлаг;

3 - блочно-подэтажный винтовой спуск; 4 - подэтажный пульпоспускной штрек; 5 - подэтажный вентиляционный штрек;6 — вентиляционные сбойки;

7 - вентиляционная скважина; 8 - подготовительный забой;

9 — очистной забой

Кроме того, особенностью блочно-подэтажно винтового спуска является наличие наклонных участков, от которых проводят подэтажные пульпоспу-скные и вентиляционные штреки.

В ходе исследований технологии очистных работ гидромониторным агрегатом с одноструйным органом разрушения, работающим в режиме сопряженных воронок, установлены зависимости производительности выемки и глубины воронки от гидравлических, технических и технологических факторов.

Начальное давление воды является фактором, в наибольшей степени влияющим на глубину воронки, а следовательно, и на производительность выемки угля. Установлено, что увеличение начального давления воды при фиксированных значениях остальных факторов приводит к увеличению глубины воронки. Следует отметить, что давление воды оказывает более значительное влияние на глубину воронки при диаметрах насадки 0,018-0,020 м. С увеличением давления воды от 10,0 до 11,0 МПа при диаметре насадки 0,018 м и начальном расстоянии от насадки до забоя 0,25 м глубина воронки увеличивалась на 0,37 м, а при насадке диаметром 0,012 м и том же начальном расстоянии - на 0,16 м. Увеличение начального давления воды с 8,0 до 11,0 МПа при диаметре насадки 0,012 м приводит к увеличению глубины воронки от 0,16 до 0,67 м, а для насадок диаметром 0,020 м - от 056 до 2,0 м.

Установлено, что так называемые мощные струи с начальным диаметром 0,024-0,028 м внедряются в угольный массив менее интенсивно по сравнению со струями диаметром 0,018-0,020 м. Так, при начальном давлении, равном 11,0 МПа, времени воздействия струи на угольный забой, равном 120 с, струя диаметром 0,020 м внедрялась на глубину Ьв= 1,87 м, а струя диаметром 0,028 м - на глубину всего 0,63 м. Однако объем полученной воронки при воздействии струи диаметром, равном 0,028 м, на 35-40 % больше, чем воронки, образованной струей диаметром 0,020 м.

Увеличение объема воронок при воздействии струй диаметром 0,022-0,028 м происходит за счет увеличения диаметра струй, размыва воронки обратными потоками воды и, наконец, гидравлического клина, действие которого эффективнее при струях большего диаметра.

Установлено, что каждому значению диаметра насадки при фиксированном значении давления воды и времени воздействия соответствует так называемая эффективная глубина воронки. Наличие эффективной глубины воронки объясняется существованием водяной подушки (водяного демпфера), которая препятствует дальнейшему внедрению струи в угольный массив. Например, для насадки диаметром 0,020 м эффективная глубина воронки равна 1,6-1,8 м, а для насадки диаметром 0,018 м - 1,1-1,3 м.

В ходе исследований выявлено наличие предельного значения времени воздействия струи, по истечении которого внедрение струи практически прекращается. Для забоя эта величина постоянна для всех значений диаметров насадок и составит 120-180 с.

В ходе исследований технологии очистной выемки угля при применении гидромониторного агрегата с одноструйным подвижным органом, работающим в режиме сопряженных воронок, получена максимальная производительность - 3,8 т/мин при начальном давлении воды 11,0 МПа, диаметре насадки 0,020 м, расстоянии от насадки до забоя 0,3 м, времени образования воронки 60 с, углах воздействия струи в горизонтальной и вертикальной плоскостях 90°, величине вынимаемой стружки угля 0,6 м, вертикальном расположении сопряженных воронок и порядке выемке угля от завала на забой.

Во время исследований технологии очистных работ гидромониторным агрегатом с одноструйным органом, работающим в режиме врубообразования и обрушения, установлены зависимости производительности выемки, глубины врубовой щели и плеча обрушения от гидравлических, технических и технологических факторов. В диапазоне изменения диаметров насадок от 0,006 до 0,028 м максимальная глубина врубовой щели зафиксирована при значении диаметра насадки 0,020 м. Это объясняется увеличением диаметра струи в месте ее контакта с угольным массивом и ухудшением ее компактности при увеличении диаметра насадки свыше 0,020 м при формировании струи в стволе диаметром 0,1 м.

Из анализа влияния начального расстояния от насадки до забоя на глубину врубовой щели следует, что увеличение начального расстояния от насадки до забоя от 0,25 м до 1,0 м при диаметре насадки 0,020 м приводит к уменьшению глубины врубовой щели на 64 %.

Во время исследований технологической схемы очистных работ при применении гидромониторного агрегата с одноструйным органом разрушения, работающим в режиме врубообразования и обрушения, максимальная производительность органа разрушения составила 4,5_т/мин при начальном давлении воды 11,0 МПа, диаметре насадки 0,020 м, начальном расстоянии от насадки до забоя 0,3 м, величине вынимаемой стружки угля 0,6 м, выемке угля по вертикальной схеме с предварительной врубовой щелью глубиной 2,2 м, величине плеча обрушения 0,24 м и порядке выемки от завала на забой.

Исследования технологии очистных работ гидромониторным агрегатом с двухструйным органом разрушения при применении двух независимых стволов для формирования сближенных струй получены следующие результаты.

Максимальная производительность двухструйного органа разрушения, равная 7,0 т/мин, зафиксирована при значениях давления 11,0 МПа, двух насадках диаметром 0,020 м, расстоянии между осями насадок (струй) 0,25 м, начальном расстоянии от насадок до забоя 0,3 м, выемке угля по вертикальной схеме ступени при горизонтальном расположении струй с предварительной врубовой щелью глубиной 2,9 м, величине плеча обрушения 0,24 м.

На рис. 5 приведены графики зависимости производительности двухструйного подвижного органа разрушения от величины 1Ш (I - расстояние между осями струй, г/ - диаметр насадок) при начальном давлении 11,0 и 10,0 МПа и диаметрах насадок 0,020 м. Из графиков видно, что при Ис1 =12,5 отмечается максимум производительности. При Ис1 < 12,5 наблюдается уменьшение производительности органа разрушения, поскольку струи воздействуют на угольный массив как две одиночные и эффект двухструйного разрушения не наблюдается. При И(1 < 12,5 экспериментально установлено уменьшение производительности, так как струи начинают взаимодействовать между собой, теряя компактность и разрушающую способность.

Рисунок 5 - Зависимость производительности двухструйного органа разрушения гидромониторного агрегата от величины Н<1: 1 -Р = 11,0 МПа; 2-Р = 10,0 МПа; йх =с12 = 0,02 м

Анализ показал, что энергоемкость разрушения угольного массива двумя сближенными струями имеет отчетливо выраженный минимум в интервале (12-13)//^ и при начальном давлении воды 11,0 МПа, диаметре насадок 0,020 м составляет 22,5 кВт-час/т , а при разрушении угольного массива одиночной струей в аналогичных условиях - 87 кВт час/т. Таким образом, в зоне экстремальных значений 1/с1 при разрушении угольного массива двумя сближенными струями энергоемкость в 3,9 раза ниже по сравнению с энергоемкостью разрушения угля одиночной струей.

Применение в агрегатно-гидравлическом забое органа разрушения, работающего в режиме двухструйного разрушения, по сравнению с однострунным, работающим в режиме врубообразования и обрушения, позволяет увеличить производительность выемки на 36 %, уменьшить энергоемкость процесса разрушения на 74 %, улучшить качество подготовки кровли и почвы пласта, упростить схему разрушения угольного массива, увеличить скорость подачи органа разрушения и расход воды для смыва горной массы из забоя.

В ходе выемки гидромониторным агрегатом с трехструйным органом разрушения установлено снижение производительности по сравнению с двух-струйным. Объясняется это отсутствием успокоителей в струеформирующей части и, как следствие, ухудшением качества формирования струй и уменьшением глубины разрушения.

Рассредоточение энергии струи по всей мощности пласта за счет использования тонкоструйного органа дает возможность его отработки за один проход, что существенно упрощает процесс выемки и управления органом разрушения. На основании этого были предложены тонкоструйные подвижные органы разрушения, принцип работы которых основан на вырезании из угольного массива кусков заданной крупности.

Оценка реальной обстановки в забое с позиций взаимодействия струи и забоя по критерию наилучшего угла встречи, максимального использования энергии струи и способности массива воспринять ее позволяет сделать вывод о том, что одиночная струя работает в наиболее выгодном режиме эпизодически, и доля его весьма мала в общем балансе процесса разрушения. Это яв-

ляется одной из основных причиной весьма низкой производительности и высокой энергоемкости процесса гидравлического разрушения одиночной струей, особенно в условиях незначительных проявлений горного давления.

При технологическом обосновании целесообразности применения гидромониторных агрегатов установлено, что увеличение производительности за счет повышения коэффициента использования может быть решено следующие путями: 1) ликвидация некоторых вспомогательных операций; 2) уменьшение времени, затрачиваемого на одну или несколько вспомогательных операций; 3) совмещение каких-либо вспомогательных операций по времени с основным процессом отбойки.

В соответствии с систематизированными методами воздействия на механизм разрушения угольного массива струей или струями в гидромониторных агрегатах рекомендуется, как правило режим двух- или трехструнного разрушения при применении параллельных струй.

Исследованиями установлено, что относительная эффективность разрушения взаимодействующими струями зависит от расстояния между струями, расстояния между насадкой и забоем, прочностных и структурных характеристик разрушаемого массива, гидродинамических параметров струй, угла встречи струй с массивом и некоторых других факторов.

Установлено, что при малом расстоянии между взаимодействующими струями интенсивность разрушения ниже суммарной интенсивности одиночных струй. Уменьшение интенсивности разрушения объясняются тем, что струи теряют энергию при соударении. По мере увеличения расстояния между струями до некоторого предела интенсивность разрушения возрастает за счет двухстороннего воздействия на участок массива, заключенный между этими струями, причем интенсивность разрушения значительно превосходит удвоенную интенсивность одиночной струи. При дальнейшем увеличении расстояния между струями имеет место снижение интенсивности разрушения за счет ослабления эффекта взаимодействия струй, и на некотором удалении друг от друга струи работают как независимые. Интенсивность разрушения при взаимодействии струй может быть увеличена также за счет использования эффекта гидравлического клина, что достигается взаимодействием струй, направленных под определенным углом друг к другу.

На основе выполненных исследований по разрушению угольного массива струей или струями скорректированы формулы для определения производительности гидравлического разрушения:

О)

Л = 6 О

/

{к'аДщ + К'гвоУк'ьЬщу , и'(а+ .

(2)

Я = 60

277 Т7"

\

(3)

п = тКп1тКкИру_ Т

Формула (1) получена для определения производительности одноструйно-го органа разрушения, работающего в режиме врубообразования; формулы (2) и (3) - для расчета производительности двухструйного и трехструйного органа разрушения; формула (4) - для определения производительности тонкоструйного органа разрушения.

Величины, входящие в (1)-(4): Дщ — высота врубовой щели, м; в0 — высота забоя врубовой щели, м; г — величина захвата скважинного агрегата, м; Ащ, й"щ — глубина врубовой щели, соответственно при одно-, двух- и трехструнном разрушении, м; Т, Ти Ти Т'\ - время образования врубовой щели, соответственно одной, двумя и тремя струями; у - средняя плотность угля, т/м3; Кд, К'д, К"д - коэффициент, учитывающий изменение высоты врубовой щели, соответственно при одно-, двух- и трехструйном разрушении; Къ, К'ъ, К"в - коэффициент, учитывающий изменение высот забоя врубовой; Ки, К"и — коэффициенты учитывающие увеличение глубины врубовой щели; и, и', и" - количество перемещений по забою, соответственно одной, двумя и тремя струями, после образования врубовой щели; а — величина плеча обрушения, м; Р1,1" — расстояние между осями струй, соответственно при двух-и трехструйном разрушении, м; Т2, Т'2, Т"2 - время, затрачиваемое на обработку скважинного забоя, соответственно одной, двумя и тремя струями по принятой схеме после образования врубовой щели с учетом времени на изменение направления движения струй, с; /„ - длина забоя, м; Ър — величина захвата тонкоструйного агрегата, м; Т — время, затрачиваемое на один проход тонкоструйного агрегата, с; К„ — коэффициент, учитывающий увеличение производительности тонкоструйного агрегата за счет применения перекрещивающихся струй.

Сформированы методические основы, предусматривающие: формирование банка данных гидромеханизированной технологии отработки крутых мощных угольных пластов и антиклинальных складок; формирование банка данных технологии отработки угольных пластов с подвижным органом разрушения; учет специфики горно-геологических (колебание мощности, изменение угла падения, количество нарушений, содержание породных прослоев, содержание твердых включений, устойчивость пород кровли и почвы) условий; учет специфики производственно-технических условий; обоснование параметров эффективности отработки мощных крутых угольных пластов с использованием гидромеханизации.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основании выполненных экспериментальных и аналитических исследований установлены новые и уточнены существующие закономерности геотехнологических процессов и разработаны технологические схемы ведения очистных работ при гидромеханизированной выемке, обеспечивающие возможность эффективной отработки запасов антиклинальных складок и мощных крутых и наклонных угольных пластов, что имеет существенное значение для развития угледобывающей отрасли России.

Основные научные и практические результаты заключаются в следующем.

1. Доказано, что одним из вариантов повышения эффективности отработки крутых мощных угольных пластов является применение гидромеханизации на основе использования гидромониторных агрегатов.

2. Разработаны варианты гидромеханизированной отработки антиклинальных складок угольных пластов при блочно-подэтажной подготовке спиральными и диагональными спусками, а также сформированы базовые варианты разработки крутых и наклонных угольных пластов гидромониторными агрегатами с блочно-подэтажной подготовкой диагональными и винтовыми спусками.

3. Уточнены зависимости для определения производительности гидромониторной выемки угля от комплекса влияющих факторов, учитывающие режимы разрушения угольного массива.

4. Предложена технология гидравлической выемки угля гидромониторным агрегатом, работающим в режиме двух- и трехструйного разрушения, отличающаяся увеличением производительности и снижением энергоемкости.

5. Скорректирована методика определения нагрузки на очистной забой с учетом параметров гидромониторной выемки угля.

6. Сформированы методические основы, предусматривающие: формирование банка данных гидромеханизированной технологии отработки мощных крутых угольных пластов и антиклинальных складок; формирование банка данных технологии отработки угольных пластов гидромониторными агрегатами; учет специфики горно-геологических условий; учет специфики производственно-технических условий; технологическое обоснование параметров отработки мощных крутых угольных пластов с использованием гидромеханизации.

Основные научные и практические результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Мельник В.В., Сергеев C.B. Технологическое обоснование целесообразности применения подвижных гидромониторных агрегатов. Депонированная рукопись №938/01-13 от 14.11.2012, "Горная Книга". 16 с.

2. Мельник В.В., Сергеев C.B. Анализ существующих технологий отработки крутых угольных пластов. Депонированная рукопись №939/01-13 от 15.11.2012, "Горная Книга". 22 с.

3. Мельник В.В., Сергеев C.B. Исследование подсистемы гидравлического разрушения угольного массива. Депонированная рукопись №944/02-13 от 26.11.2012, "Горная Книга". 8 с.

4. Мельник В.В., Сергеев C.B. Исследование подсистемы безнапорного транспорта пульпы. Депонированная рукопись №943/02-13 от 26.11.2012, "Горная Книга". 7 с.

5. Мельник В.В., Сергеев C.B. Геомеханическое обоснование параметров гидромеханизированной технологии разработки крутых угольных пластов. Депонированная рукопись №942/02-13 от 26.11.2012, 'Торная Книга". 24 с.

6. Мельник В.В., Сергеев C.B., Применение подвижных гидромониторных агрегатов для отработки крутых угольных пластов. Научный вестник МГГУ. 2013. № 2 (35). С. 102-118.

7. Сергеев C.B. Обоснование параметров гидромеханизированной технологии разработки крутых угольных пластов. Научный вестник МГГУ. 2013. № 3 (36). С. 70-94.

8. Сергеев C.B., Методика обоснования параметров гидромеханизированной технологии разработки крутых угольных пластов. Научный вестник МГГУ. 2012. № 4 (37). С. 99-123.

9. Мельник В.В., Абрамкин Н.И., Фомичев С.Г., Сергеев C.B. Разработка вариантов гидромеханизированной технологии отработки запасов мощных крутых угольных пластов. Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал), отдельные статьи (специальный выпуск). 2013. №7. С. 3-17. М.: издательство «Горная книга».

10. Абрамкин Н.И., Сергеев C.B. Исходные данные для разработки технического задания. Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал), отдельные статьи (специальный выпуск). 2013. №7. С. 18-28. М.: издательство «Горная книга».

Изд. лиц. ЛР №020300 от 12.09.97. Подписано в печать 27.11.2013 г. Формат бумаги 60x84 1/16. Бумага офсетная. Усл. печ. л. 0,9. Уч.-изд. л. 0,8. Тираж 100 экз. Заказ 09f Тульский государственный университет. 300012, г. Тула, пр. Ленина, 92. Отпечатано в издательстве ТулГУ. 300012, г. Тула, пр. Ленина, 95.

Текст научной работыДиссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Сергеев, Сергей Васильевич, Москва

ФГБОУ ВПО «МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГОРНЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ»

На правах рукописи

л I. ппл /. С1Т):

СЕРГЕЕВ СЕРГЕИ ВАСИЛЬЕВИЧ

ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ГИДРОМЕХАНИЗИРОВАННОЙ ТЕХНОЛОГИИ РАЗРАБОТКИ МОЩНЫХ КРУТЫХ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ

Специальность 25.00.22 - Геотехнология (подземная, открытая и строительная)

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель: доктор технических наук, доцент АБРАМКИН Николай Иванович

Москва - 2013 г.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ........................................................................................................................................................5

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ, ИДЕЯ, ЗАДАЧИ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ........................................................................................................9

1.1. Современное состояние подземной технологии добычи угля......................9

1.2. Анализ существующих технологий разработки угольных пластов........................................................................................ 25

1.3. Анализ гидромеханизированных технологий разработки крутых угольных пластов..........................................................................................................................................................................................33

1.3.1. Разработка мощных крутых пластов горизонтальными слоями с закладкой выработанного пространств..............................................................................43

1.3.2. Разработка крутых пластов средней мощности с закладкой.... 44

1.3.3. Камерно-столбовая система разработки с механизированной выемкой угля и твердеющей (комбинированной) закладкой........................................46

1.3.4. Камерная система разработки с твердеющей закладкой..................47

1.3.5. Длинные столбы по простиранию с закладкой выработанного пространства и механизированной выемкой угля....................................................................48

1.3.6. Комбинированная послойная выемка угля с применением комплексной механизации и закладки выработанного пространства......................49

1.3.7. Технология разработки мощных крутых пластов с гибким перекрытием и закладкой выработанного пространства..................................................51

1.3.8. Комбинировашюя система разработки мощных крутых пластов с

гибким перекрытием и закладкой..........................................................................................52

ВЫВОДЫ................................................................................ 53

Цель и идея работы. Задачи исследований..............................................................................54

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ. РАЗРАБОТКА ВАРИАНТОВ ГИДРОМЕХАНИЗИРОВАННОЙ ТЕХНОЛОГИИ ОТРАБОКИ ЗАПАСОВ МОЩНЫХ КРУТЫХ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ... 56

2Л. Горно-геологические и горнотехнические условия разработки мощных крутых пластов......................................................................................................................................56

2.2. Технологическое обоснование целесообразности применения гидромониторных агрегатов..........................................................................................................................63

2.2.1. Технологические требования к гидромониторной установке..........72

2.3. Разработка вариантов гидромониторной технологии отработки запасов

мощных крутых угольных пластов................................................................................74

ВЫВОДЫ................................................................................................................................................................83

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-АНАЛИТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ОСНОВНЫХ ПОДСИСТЕМ ГИДРОМЕХАНИЗИРОВАННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ..................................................................................................................85

3.1. Исследование подсистемы разрушения угольного массива..........................85

3.2. Результаты исследований процессов выемки угля в агрегатно-гидравлическом забое одно-, двух-, трех- и тонкоструйными органами разрушения............................................................................................................................................................93

3.2.1. Исследования процессов выемки угля гидравлическим агрегатом с

тонкоструйными подвижными органами разрушения..................................105

ВЫВОДЫ............................................................................... 110

ГЛАВА 4. МОДЕЛИ ВЫЕМОЧНОГО УЧАСТКА С ПРИМЕНЕНИЕМ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО АГРЕГАТА....................................................................112

4.1. Методы определения суточной нагрузки на очистной забой, оборудованный гидравлическим агрегатом.............................................

4.2. Разработка экономико-математической модели выемочного участка с

применением гидромониторного агрегата..........................................................................132

ВЫВОДЫ..............................................................................................................................................................141

ЗАКЛЮЧЕНИЕ................................................................................................................................................143

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ......................................................................145

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Реструктуризация угольной промышленности России привела к сокращению производственных мощностей угольных шахт за последние 10 лет в 1,7 раза, что связано с низкой рентабельностью и высокой промышленной опасностью применения традиционных технологий подземной угледобычи в сложных горно-геологических условиях, к которым необходимо отнести и разработку мощных крутых пластов.

Объясняется это усложнением горно-геологических условий (увеличением нарушенное™ углевмещающего массива, переменными углами залегания и мощностью пластов, наличием слабоустойчивых пород, высокой газообильностыо и склонностью угля к газодинамическим явлениям и самовозгоранию), которое вызывают необходимость применения нетрадиционных мероприятий и способов управления горным давлением, связанных с оставлением технологических целиков и пачек угля, взаимовлиянием отработки сближенных пластов, закладкой выработанных пространств, технологией ведения очистных работ. Все эти проблемы в максимальной степени характерны для разработки мощных крутых угольных пластов, а также запасов угля в антиклинальных складках.

Одним из вариантов повышения технологичности и безопасности отработки крутых мощных угольных пластов является применение гидромеханизации на основе использования гидромониторных агрегатов. В связи с этим, исследования, направленные на обоснование параметров гидромеханизированной технологии разработки мощных крутых угольных пластов и обеспечивающие повышение эффективности подземной угледобычи в сложных горно-геологических и производственно-технических условиях, являются весьма актуальными.

Целью работы является установление новых и уточнение существующих закономерностей технологии ведения очистных работ для обоснования параметров гидромеханизированной выемки, обеспечивающей эффективную отработку запасов угля при разработке антиклинальных складок и мощных крутых пластов.

Идея работы заключается в применении гидромеханизированной выемки при блочно-подэтажной подготовке выемочных блоков со спиральными, диагональными и винтовыми спусками для обеспечения отработки антиклинальных складок и мощных крутых пластов в сложных горно-геологических и горнотехнических условиях.

Основные научные положения, выносимые на защиту: разработка мощных угольных пластов в условиях антиклинальных складок обеспечивается гидромониторной выемкой при блочно-подэтажной подготовке со спиральными и диагональными спусками;

разработка мощных крутых и наклонных угольных пластов основывается на гидромониторных агрегатах при блочно-подэтажной подготовке диагональными, винтовыми и смежными спусками;

производительность гидромониторной выемки угля зависит от начального давления воды и диаметра насадки, от расстояния до забоя, времени воздействия струи на массив, разрушения угольного массива и глубины врубовой щели, учитывая одноструйное, двухструйное и трехструйное разрушение в режиме врубо-образования, а также тонкоструйное разрушение.

Научная новизна работы заключается в следующем: разработаны варианты гидромониторной отработки антиклинальных складок крутых угольных пластов при блочно-подэтажной подготовке спиральными и диагональными спусками и варианты разработки крутых и наклонных угольных пластов гидромониторными агрегатами с блочно-подэтажной подготовкой диагональными, винтовыми и смежными спусками, отличающиеся отсутствием необходимости проведения наклонных и круто наклонных выработок, снижением трудоемкости монтажно-демонтажных работ при переходе из подэтажа в подэтаж, увеличением нагрузки на очистной забой и снижением потерь угля;

уточнены зависимости производительности гидромониторной выемки угля при отработке крутых угольных пластов от комплекса влияющих факторов, а именно: начального давления, воды и диаметра насадки; начального расстояния

от насадки до забоя; времени воздействия струи на угольный массив; режима разрушения угольного массива; глубины врубовой щели;

усовершенствован метод расчета производительности гидромониторной выемки угля при отработке крутых угольных пластов, отличающийся режимами двух-, трех- и тонкоструйного разрушения угольного массива;

усовершенствована методика обоснования суточной нагрузки на очистной забой, оборудованный гидромониторным агрегатом, при отработке ограниченных запасов угля в антиклинальных складках и при разработке крутых мощных угольных пластов.

Методы исследований. Для решения поставленных задач в работе используется комплекс методов: анализ существующих гидромеханизированных технологий разработки крутых угольных пластов; обобщение экспериментально-аналитических методов расчета подсистемы разрушения массива гидроструйным способом; методы математической статистики и корреляционного анализа; аналитические методы оценки организационно-технологических показателей работы очистных забоев.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается достаточным объемом информации о горно-геологических и производственно-технических условиях освоения запасов участков шахтных полей Про-копьевско-Киселевского месторождения (8 шахт, 34 участка) и об эффективности использования базовых вариантов технологических схем отработки запасов мощных крутых угольных пластов (7 технологических схем); корректностью использования современных методов исследований при обосновании параметров технологии отработки мощных крутых угольных пластов на основе применения гидромониторных агрегатов.

Научное значение работы в установлении зависимостей производительности гидромониторной выемки угля при отработке крутых угольных пластов от начального давления, воды и диаметра насадки, расстояния от насадки до забоя, времени воздействия струи на угольный массив, режима разрушения угольного массива, глубины врубовой щели, а также в усовершенствованиии метода расчета

нагрузки на забой отработке угольных пластов в сложных горно-геологических условиях, отличающийся учетом режимов двух-, трех- и тонкоструйного разрушения угольного массива.

Практическое значение работы состоит в разработке технологических схем ведения очистных работ при отработке запасов угля из антиклинальных складок и мощных крутых угольных пластов гидромеханизированных способом с блочно-подэтажной подготовкой, а также в создании методических основ определения суточной нагрузки на очистной забой, оборудованный гидромониторным агрегатом с различными режимами гидроструйного разрушения.

Реализация работы. Варианты технологических схем отработки запасов мощных крутых угольных пластов на основе применения гидромониторных агрегатов использованы при составлении программ развития горных работ на шахтах ОАО «УК Прокопьевскуголь», результаты исследований включены в методическое обеспечение комплекса учебных дисциплин по направлению «Горное дело» кафедры «Подземная разработка пластовых месторождений».

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и получили одобрение на научных симпозиумах «Неделя горняка» (Москва, 20102012 гг.), научно-техническом совете НПО УК «Прокопьевскуголь» (Прокопьевск, 2012 г.), научных семинарах кафедры ПРПМ Московского государственного горного университета (Москва, 20011-2013 гг.) и кафедры ГиСПС Тульского государственного университета (2013 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 научных работ, включая 2 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Объем работы. Диссертация изложена на 155 страницах, состоит из введения, 4 глав и заключения, содержит 55 рисунков, 23 таблицы, список литературы из 120 наименований.

Автор выражает благодарность за консультации при выполнении диссертации доктору технических наук, профессору Мельнику В.В., сотрудникам кафедры ПРПМ МГГУ, а также инженерно-техническим работникам НПО УК «Прокопьевскуголь» за ценные замечания и рекомендации.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЯЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ, ИДЕЯ, ЗАДАЧИ И МЕТОДЫ

ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Современное состояние подземной технологии добычи угля

Завершен первый этап структурных преобразований угольной промышленности России. Изменилась экономическая основа функционирования отрасли: из дотируемой она перешла на обеспечение своих финансовых ресурсов только за счет реализации продукции и возвратных заемных средств. Получаемые из федерального бюджета средства господдержки направляются в основном на цели ликвидации убыточных производств, социальную защиту высвобождаемых работников и с избытком компенсируются налоговыми поступлениями в бюджет от действующих угольных предприятий.

Угольная промышленность, как один из важнейших поставщиков первичного сырья и топлива, занимает важное место в экономике стран, располагающих запасами угля. Мировой уровень добычи оценивается в 3,7 млрд т в год, в том числе каменных углей и антрацитов - 2,7 млрд т.

В мировой практике основными системами разработки являются: камерно-столбовая, длинными забоями (столбовая и сплошная), камерная и различные их варианты. В Германии, Великобритании, Польше, Чехии и КНР применяются в основном системы разработки длинными очистными забоями, а для США, ЮАР, Канады, Австралии и Индии характерны системы разработки как короткими, так и длинными забоями.

В качестве выемочных машин в большинстве угледобывающих стран используются очистные узкозахватные комбайны. На шахтах Германии, на пластах, характеризующихся мягким углем, широкое применение нашли струговые установки. На каменноугольных шахтах США, Канады, ЮАР и Австралии механизированными крепями оснащены все лавы; в Германии и Великобритании почти все, в Польше и Франции - большая часть. Комбайновый способ нарезки выемочных столбов является основным в Великобритании (более 85 %), США (100 %), в

Польше (60 %). Вместе с тем, буровзрывной способ занимает значительное место в общем объеме подготовительных работ - от 20 до 60 %.

Анализ показывает, что в мировой практике применяют, в основном, две технологические схемы горных работ, одна из которых основана на длинных до 300-500 м очистных забоях, а вторая, напротив, длиной от 30-40 до 100 м и камерно-столбовой системе ведения горных работ. Длина лав в наиболее представительных акционерных обществах Кузбасса (СУЭК, "Южкузбассуголь", шахта "Распадская") в 2009 г, составляла 138-199 м, в Печорском бассейне (ОАО "Вор-кутауголь" и шахта "Воргашорская") в 2009 г. - 212 м, в Германии - 275 м, в Великобритании - 210-250 м, в Австралии - 200-220 м, в США - 230-330 м. Длина выемочных столбов на российских шахтах составляет - 1200-1900 м, в Германии и Великобритании колеблется в пределах 1100-1300 м, в Австралии - 900-2200 м, в США - 2570-5385 м. Нагрузка на забой в указанных выше акционерных обществах Кузбасса, ОАО "Воркутауголь" и на шахте "Воргашорская" составляет соответственно 1276-3215 т/сут., 1186 и 2471 т/сут, в Германии - 3000-3300 т/сут., в Великобритании - 6000-8000 т/сут., в Австралии - 8-10 тыс. т/сут., в США - 16-54 тыс. т/сут. Производительность труда на шахтах Кузбасса, "Воркутауголь" и шахты "Воргашорская" - соответственно 23,2-58,4, 24,32 и 39,49 т/вых., в Германии -50-69 т/вых., в Великобритании - 140 т/вых., в Австралии - 145-182 т/вых., в США -190-1131 т/вых.

Добыча угля в России за 2011 г. составила 336,7 млн т. Она увеличилась по сравнению с 2010 г. на 13,3 млн т, или на 4 %. Поквартальная добыча составила: в первом - 82; во втором - 77,7; в третьем - 81; в четвертом - 96 млн т (на 15 млн т, или на 19 % выше предыдущего квартала).

Подземным способом добыто 100,9 млн т угля (на 1,2 млн т, или на 1,2 % меньше чем годом ранее). Поквартальная добыча угля подземным способом составила: в первом - 26,7; во втором - 25,2; в третьем - 21,9; в четвертом - 27,1 млн т (на 5,2 млн т, или на 24 % выше уровня предыдущего квартала).

В 2001 г. проведено 479,5 км горных выработок (на 61,5 км, или на 11 % ниже уровня 2010 г.), в том числе вскрывающих и подготавливающих выработок - 378,6 км (на 5,5 км, или на 1,4 % меньше чем годом ранее).

Добыча угля открытым способом составила 235,8 млн т (на 14,5 млн т, или на 7 % выше уровня 2010 г.) (рисунок 1.1). Поквартальная добыча угля открытым способом составила: в первом - 55,3; во втором - 52,5; в третьем - 59,1; в четвертом - 68,9 млн т (на 9,8 млн т, или на 17 % выше предыдущего квартала). При этом объем вскрышных работ за год составил 1 млрд 335,9 млн куб. м (на 207,7 млн куб. м, или на 18 % выше объема 2010 г.). Удельный вес открытого способа в общей добыче составил 70 % (годом ранее - 68,4 %