Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Обоснование параметров технологии отработки запасов мощных крутых угольных пластов с закладкой выработанного пространства

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

Автореферат диссертации по теме "Обоснование параметров технологии отработки запасов мощных крутых угольных пластов с закладкой выработанного пространства"

0046У ^УЬь

ХРИСАНОВ ПАВЕЛ ЕВГЕНЬЕВИЧ

ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ТЕХНОЛОГИИ ОТРАБОТКИ ЗАПАСОВ МОЩНЫХ КРУТЫХ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ С ЗАКЛАДКОЙ ВЫРАБОТАННОГО ПРОСТРАНСТВА

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

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

-9 СЕН 2010

Москва 2010

004607966

Работа выполнена в ГОУ ВПО Московском государственном горном университете на кафедре «Подземная разработка пластовых месторождений»

Научный руководитель доктор технических наук РЕШЕТОВ Сергей Ефимович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор САВИЧ Игорь Николаевич

кандидат технических наук, доцент КОНОВАЛОВ Олег Валентинович

Ведущая организация - ФГУП «НИЦ ГП - Институт горного дела имени A.A. Скочинского» (г. Люберцы, Московская область)

Защита диссертации состоится « 08 » сентября 2010 г. в 13 час. на заседании диссертационного совета Д-212.128.05 при Московском государственном горном университете по адресу: 119991, ГСП, Москва, В-49, Ленинский проспект, 6.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного горного университета.

Автореферат разослан « 05 » августа 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного

совета доктор технических наук Мельник Владимир Васильевич

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Мощные крутые угольные пласты разрабатываются в Кузбассе, на Урале, Дальнем Востоке и о. Сахалин, а также в Средней Азии, Румынии, Болгарии, Франции, Китае, Вьетнаме, Индии, Иране и других странах.

Разработка мощных крутых пластов в отечественной и мировой практике представляет наибольшую сложность. Объясняется это, с одной стороны, весьма сложными горно-геологическими условиями, а именно наличием нарушенное™ углевмещающего массива, переменными углами залегания и мощностью пластов, наличием слабоустойчивых пачек угля, высокой газообильностью и склонностью угля к газодинамическим явлениям и самовозгоранию.

С другой стороны, разработка крутых пластов сопряжена со сложными производственно-техническими условиями: спецификой управления горным давлением, необходимостью регулирования перепуска обрушенных пород; оставлением технологических целиков и пачек угля, склонного к самовозгоранию; взаимным влиянием отработки сближенных пластов.

Следует отметить, что коэффициент извлечения угля при отработке Прокопьевско-Киселевского месторождения составляет порядка 0,4 - 0,5; с переходом работ на нижележащие горизонты он равнялся: на шахте «Коксовая» - 0,46, им. Ворошилова - 0,42, им. Калинина - 0,46, им. Вахрушева - 0,35, «Тайбинская» - 0,44.

Значительные запасы угля законсервированы в основном в охранных целиках под промплощадками шахт, объектами капитальной застройки г.г. Прокопьевска и Киселевска, железной дорогой. На действующих и отработанных горизонтах действующих и закрытых шахт ООО УК «Прокопьевскуголь» в целиках сосредоточено около 1 млрд.т угля, причем 350 млн.т из них может быть извлечено только с применением закладки выработанного пространства, в том числе 200 млн.т - с гидравлической, 150 млн.т - с твердеющей закладкой.

Кроме того, при переходе горных работ на большие глубины вследствие сближенности и крутого залегания пластов, высокой угленасыщенности и нарушенности пластов, относительно малой мощности наносов практически вся толща пород и земная поверхность находятся в зоне подработки и интенсивности сдвижения. Дальнейшее применение систем разработки с

обрушением кровли весьма проблематичной потребует оставления предо-

хранительных целиков значительных размеров, что приведет к снижению полноты извлечения угля.

В этих условиях применение закладки выработанного пространства, в том числе твердеющей, позволит обеспечить более полное извлечение угля из недр и расконсервировать значительное количество запасов угля в целиках различного назначения, резко снизить число подземных пожаров, ликвидировать опасные деформации земной поверхности.

В связи с этим исследования, направленные на обоснование параметров технологии отработки мощных крутых угольных пластов с закладкой выработанного пространства отходами горнодобывающих и перерабатывающих предприятий, обеспечивающей повышение эффективности подземной угледобычи в сложных горно-геологических и производственно-технических условиях, являются весьма актуальными.

Целью диссертации является установление зависимостей прочностных характеристик различных составов бесцементных закладочных смесей из отходов горнодобывающих и перерабатывающих предприятий от влияющих факторов для обоснования параметров технологии отработки запасов мощных крутых угольных пластов с твердеющей закладкой выработанного пространства, обеспечивающей повышение интенсивности, безопасности и полноты извлечения полезного ископаемого.

Идея работы заключается в обеспечении эффективной и безопасной отработки запасов угольных пластов в сложных горно-геологических и производственно-технических условиях с минимальными потерями полезного ископаемого в недрах при реализации рациональных пространственно-планировочных и технологических решений за счет применения закладки выработанного пространства отходами промышленных предприятий Кузбасса.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Методика обоснования параметров технологии отработки мощных крутых угольных пластов с закладкой выработанного пространства отличается учетом специфики горно-геологических и производственно-технических условий ведения подземных горных работ и позволяет объективно формировать пространственно-планировочные и технологические решения, обеспечивающие эффективную и безопасную отработку запасов угольных пластов с минимальными потерями полезного ископаемого в недрах.

2. Формирование закладочного массива с нормативной прочностью на основе нефелинового шлама и применение предложенного порядка отработки

полос в горизонтальном слое, исключающего монтажно-демонтажные работы, позволяют увеличить нагрузку на очистной забой на 20-25%, повысить полноту извлечения запасов угля на 18-20%, обеспечить безопасность ведения очистных и подготовительных работ.

3. На основе полученных зависимостей предела прочности на одноосное сжатие от времени твердения литых смесей на основе нефелиновых шламов разработана рецептура с расходом вяжущего 290+390 кг/м3, активизатора твердения 210 кг/м3, заполнителя 830+930 кг/м3, воды 480+520 л/м3, обеспечивающих составам нормативную прочность не менее 4 МПа при 28-суточном режиме затвердевания.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций работы подтверждаются:

- достаточным объемом информации о горно-геологических и производственно-технических условиях освоения запасов участков шахтных полей Прохопьевско-Киселевского месторождения (12 шахт, 54 участка) и об эффективности использования базовых вариантов технологических схем отработки запасов мощных крутых пластов (7 технологических схем);

- корректностью использования современных методов исследований при обосновании параметров технологии отработки мощных крутых угольных пластов с закладкой выработанного пространства;

- удовлетворительной сходимостью результатов лабораторно-экспери-ментальных исследований различных составов бесцементных смесей из отходов промышленных производств с результатами шахтных инструментальных наблюдений за формированием массива твердеющей закладки в выработанном пространстве (расхождение не более 10%).

Научная новизна работы:

- разработана методика обоснования параметров технологии эффективной и безопасной отработки запасов мощных крутых угольных пластов с закладкой выработанного пространства, отличающаяся учетом специфики взаимодействия боковых пород с закладочным массивом при минимальных потерях угля в недрах;

- установлены зависимости предела прочности на одноосное сжатие от времени твердения литых твердеющих смесей при изменении соотношения компонентов бесцементных твердеющих смесей (нефелинового шлама и фторогипса) с различными заполнителями (гранулированным шлаком, золо-шлаковыми отходами, шлаками бытовых и промышленных котельных,

шахтными породами), позволяющими формировать литой бесцементный закладочный массив при отработке мощных крутых угольных пластов.

Научное значение работы заключается в разработке методики обоснования параметров технологии отработки мощных крутых угольных пластов с закладкой выработанного пространства бесцементными материалами из отходов промышленных производств.

Практическое значение работы состоит в разработке «Рекомендаций по повышению эффективности отработки запасов мощных крутых угольных пластов на базе применения закладки выработанного пространства отходами промышленных производств», внедрение которых обеспечивает повышение интенсивности, безопасности и полноты извлечения запасов.

Реализация выводов и рекомендаций. Варианты технологических схем отработки запасов мощных крутых угольных пластов с закладкой выработанного пространства отходами горнодобывающих и перерабатывающих предприятий использованы при составлении программ развития горных работ на шахтах ОАО «УК Прокопьевскуголь».

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и получили одобрение:

на научных симпозиумах «Неделя горняка» (Москва, 2008-2010),

научно-техническом совете НПО УК «Прокопьевскуголь» (Прокопьевск, 2009),

научных семинарах кафедры ПРПМ Московского государственного горного университета (Москва, 2008-2010).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 научных статей.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав и заключения, содержит 28 рисунков, 32 таблицы, список литературы из 87 наименований.

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

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Исследования, направленные на повышение технологичности разработки 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, ВНИИгидроугле, УкрНИИгидроугле, ДонНИИ, ДонГТУ, МГГУ, ТулГУ, КузГТУ, СибГГМА и многих других организациях. Существенный вклад в развитие теории и практики повышения технологичности разработки угольных месторождений внесли A.A. Атрушкевич, A.C. Бурчаков, В.Н. Вылегжанин, Н.К. Гринько, Г.И. Грицко, Ю.Н. Кузнецов, A.C. Кузьмич, В.Г. Лурий, 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.

Значительный вклад в теорию и практику применения технологии отработки запасов рудных и угольных месторождений с закладкой выработанного пространства внесли ученые М.И. Агошков, А.И. Анании, ДМ. Бронников, O.A. Банконуров, М.И. Бесков, Н.Ф. Замесов, П.В. Егоров, В.И. Ефимов, В.Р. Именитов, Д.Р. Каплунов, С.И. Калинин, В.Ф. Крылов, О.В. Коновалов, А.Н. Монтянова, М.В. Рыльникова, И.Н. Савнч, Л.П. Томашевский и др.

Результаты их исследований составляют теоретическую и практическую базу для дальнейшего развития технологии отработки мощных крутых угольных пластов с закладкой выработанного пространства отходами горнодобывающих и перерабатывающих предприятий, обеспечивающей повышение эффективности подземной угледобычи в сложных горно-геологических и производственно-технических условиях.

В связи с вышеизложенным и в соответствии с целью диссертации были поставлены и решены следующие задачи:

- анализ современного состояния и приоритетных направлений развития подземной угледобычи на шахтах РФ, разрабатывающих крутые пласты;

- формирование базовых вариантов технологических схем отработки угольных пластов с закладкой выработанного пространства отходами горнодобывающих и перерабатывающих предприятий;

- изучение сырьевой базы горнодобывающих и перерабатывающих предприятий Кузбасса;

- разработка методики обоснования параметров технологии отработки запасов мощных крутых угольных пластов с закладкой выработанного пространства;

- проведение лабораторно-экспериментальных исследований физико-механических характеристик бесцементных твердеющих смесей;

- формирование составов бесцементных твердеющих смесей из отходов промышленных производств;

- разработка рекомендации по повышению эффективности отработки запасов мощных крутых угольных пластов с закладкой выработанного пространства отходами промышленных производств.

В соответствии с поставленными задачами в диссертации осуществлен анализ современного состояния и приоритетных направлений развития подземной угледобычи на шахтах РФ, разрабатывающих крутые угольные пласты.

Анализ показал, что в процессе эксплуатации весьма сложного в горногеологическом и производственно-техническом отношении Прокопьевско-Киселевского района Кузбасса были испытаны почти все известные в мировой практике системы разработки. Однако наибольшее применение получили следующие системы: щитовая с обрушением боковых пород (ЩО), комбинированная с гибким перекрытием (КГП), подэтажная гидроотбойка с обрушением боковых пород (ПГО), подэтажные штреки с обрушением боковых пород (ПШО), длинные столбы по простиранию с обрушением боковых пород (ДСО) и системы разработки с закладкой выработанного пространства, в т. ч. короткие полосы по простиранию с гидравлической закладкой выработанного пространства (КПГЗ), наклонные слои с гидрозакладкой (НСГЗ) и поперечно-наклонные слои с гидрозакладкой выработанного пространства (ПНСГЗ).

Системами с обрушением в Прокодьевско-Киселевском районе добывается более 92% угля, а с закладкой выработанного пространства - около 8%. Необходимость же применения закладки в несколько раз превышает этот уровень. При отработке мощных крутых пластов с закладкой как минимум в 1,5-2 раза снижаются потери угля и, как результат, понижается эндогенная пожароопасность горных работ.

Большие трудности отработки мощных крутых угольных пластов Кузбасса связаны со сложностью горно-геологических и горнотехнических условий их залегания и подготовки, что предопределило применение разнообразных технологий с закладкой выработанного пространства.

Основными системами разработки с закладкой являются системы с наклонными и поперечно-наклонными слоями на мощных пластах и полосами по простиранию - на пластах средней мощности. Наклонные слои и длинные столбы по простиранию вынимаются короткими полосами. Слои и полосы отрабатываются в восходящем порядке по аналогичной для всех вариантов схем с гидрозакладкой.

В процессе исследований сформированы базовые варианты технологических схем отработки угольных пластов с закладкой выработанного пространства отходами горно-добывающих и перерабатывающих предприятий.

При добыче угля с закладкой на шахтах Прокопьевско-Киселевского района применяются системы разработки только с гидравлической закладкой: длинными столбами по простиранию с разделением этажа на подэтажи (ДСГЗ) и короткими полосами по простиранию (КПГЗ) на пластах средней мощности, наклонными слоями с выемкой слоев полосами по простиранию (НСГЗ) и поперечно-наклонными слоями (ПНСГЗ) на мощных крутых пластах.

Все применяемые в настоящее время системы разработки пластов с гидравлической закладкой выработанного пространства (КПГЗ, НСГЗ, ДСГЗ, ПНСГЗ) имеют низкие технико-экономические показатели.

Разработанная методика обоснования параметров технологии отработки мощных крутых угольных пластов с закладкой выработанного пространства предусматривает: формирование банка данных технологий отработки мощных крутых угольных пластов; формирование банка данных технологии отработки угольных пластов с закладкой; 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 производствен-но-технических условий; аналитические исследования подсистем сформированных технологий отработки крутых угольных пластов с закладкой; обоснование (геомеханическое и технологическое) параметров технологии отработки мощных крутых угольных пластов с закладкой выработанного пространства.

Изучена сырьевая база недефицитных материалов, которые предполагается использовать как компоненты для приготовления бесцементных твердеющих закладочных смесей. При этом детально анализировались: вид отходов (гранулированный шлак Западно-Сибирского металлургического комбината (ЗСМК), золошла-ковые отходы Беловской ГРЭС, Южно-Кузбасской ГРЭС, Томусинской ГРЭС, зола уноса Южно-Кузбасской ГРЭС, нефелиновый шлам и фторогипс АГК, топливный шлак котельных, шахтовые породы, горелые

породы терриконов); удаленность предприятия; годовой объем выработки отходов и их количество в отвалах; физико-химические и физико-механические свойства отходов (табл.1).

Таблица I

Сырьевая база недефицитных материалов для приготовления бесцементных

твердеющих смесей

Вид материала Название предприятия-поставщика 11 гество шала

возможное для отгрузки, млн. т годовой выход, тыс. т

Гранулированный шлак Западно-Сибирский металлургический комбинат (ЗСМК) - 800-900

Золошлаковые отходы Беловская ГРЭС 8,0 800

Южно-Кузбасская ГРЭС 10,5 400

Томусинская ГРЭС 13,5 800

Нефелиновый шлам Ачинский глиноземный комбинат (АГК) 50,0 5000

Фторогипс Ачинский глиноземный комбинат (АГК) - 30,0

Топливный шлак Котельные УККТС и предприятий городов Кузбасса 3,0 3,0

Известняки Месторождения Кузбасса 34,0 -

Отходы аглопроизводств Данные по г. Новокузнецку 1,2 2,1

Отходы углеобогатительных фабрик (порода ЦОФ) Обогатительные фабрики 22,0 1,7

Горелые породы Терриконы шахт г. Прокопьевска 4,0 -

Зола уноса Кузнецкая ТЭЦ - 120

Южно-Кузбасская ГРЭС - 155

Шахтовые породы Шахты Кузбасса - -

При этом следует отметить, что материалы, применяемые в качестве компонентов твердеющих смесей, классифицируются по назначению: вяжущее; активизатор или ускоритель твердения; заполнитель; реагент процесса твердения (вода).

Как правило, на шахтах и рудниках в качестве вяжущего в основном применяется цемент различных марок, который является дорогим и дефицитным сырьем, поэтому в диссертации рассматривается применение

материалов из отходов промышленных производств, обладающих вяжущими свойствами, с учетом месторасположения предприятий.

Для закладки выработанного пространства угольных шахт Прокопьевско-Киселевского района Кузбасса в качестве вяжущего целесообразно использовать отходы Ачинского глиноземного комбината (АГК) - нефелиновые шламы. В качестве активизатора используются зола уноса электростанций, шлак коммунальных и промышленных котельных, а также отходы Ачинского глиноземного комбината - фторогипс.

При выборе заполнителя для твердеющих смесей учитывается возможное обеспечение объемов закладки запасами сырья, их стоимость, возможность транспорта и получения закладочного массива требуемой прочности.

В качестве заполнителя для формирования твердеющих смесей были исследованы горелые породы шахтных отвалов, породы шахт и отходы углеобогащения предприятий ОАО УК «Прокопьевскуголь» (табл. 2), отходы Абагурской аглофабрики (г. Новокузнецк) и гранулированный шлак ЗападноСибирского металлургического комбината (г. Новокузнецк).

Таблица 2

Основные физико-механические свойства шахтных пород и

отходов углеобогащения предприятий ОАО УК «Прокопьевскуголь»

Наименование показателей Породы, выдаваемые из шахта Породы от проведения породных выработок Отходы углеобогащения Породы с ручной породовыбор-ки

Петрографический состав: песчаники алевролиты и аргиллиты 20-30 50-70 30-40 45-60 10-30 40-70 20-30 45-70

Плотность г/см3 2,45 2,4-2,5 2,4-2,5 2,4-2,5

Насыпная объемная масса, г/см'1 1,4-1,5 1,45-1,55 1,48-1,5 1,43-1,48

Содержание горючих, % 15-40 5-13 10-40 до 5

Предел прочности на одноосное сжатие, МПа 10-190 15-180 н.д. 10-180

Угол естественного откоса, град. 35-40 36-42 30-35 35-40

Усадка в % при 10 МПа 25-30 24-28 24-28 24-28

Анализ результатов исследований сырьевой базы и физико-механических, свойств отходов промышленных производств показал возможность их использования как инертных заполнителей для приготовления бесцементных твердеющих смесей.

При проведении лабораторно-экспериментальных исследований физико-механических характеристик бесцементных твердеющих смесей устанавливалось рациональное соотношение следующих компонентов: вяжущее -

нефелиновый шлам АГК; заполнитель - (гранулированный шлак ЗСМК; золошлаковые отходы Томьусинской ГРЭС; отходы Абагурской аглофабрики; шлаки котельных г. Прокопьевска; песчаник пласта «Характерного» шахты «Коксовая» ООО УК «Прокопьевскуголь»; порода ЦОФ Зиминка; зола-уноса Кузнецкой ТЭЦ №1); активизатор - фторогипс АГК, золошлаковые отходы электростанций, отходы бытовых и промышленных котельных.

Твердеющие смеси с заполнителем из гранулированного шлака ЗСМК готовились в соотношении (вяжущее: заполнитель) 1:6, 1:4, 1:3, при этом расход вяжущего (нефелинового шлама) составлял соответственно 250, 350, 450 кг/м3. Первая серия исследований предусматривала изучение влияния тонкости помола компонентов на прочностные характеристики смесей. При этом расход активизатора твердения (фторопшса) принимался постоянным и составлял 5% от веса вяжущего. Из анализа результатов исследований (табл. 3) следует, что нормативная прочность твердеющей смеси (4 МПа и более) достигается при 14-суточном сроке твердения:

- при расходе вяжущего 250 кг/м3 и тонкости помола 17,0 % (остаток на сите № 008);

- при расходе вяжущего 350 кг/м3 и тонкости помола 16,9 -32,7%;

- при расходе вяжущего 450 кг/м3 и тонкости помола 18,4 -44,7%.

Таблица 3

Результаты лабораторных исследований зависимости прочности твердеющих смесей от тонкости помола компонентов (заполнитель - гранулированный шлак ЗСМК)

№ Расход компонентов, кг/м3 Общий расход кг/м3 Остаток на сите №008, % Предел прочности на одноосное сжатие, МПа

Нефе ЛИН Гран шлак Фторо гипс вода 3 7 14 28

1 250 1500 12,5/5* 450 1750 55,5 0,04 0,3 2,5 5,0

2 250 1500 12,5/5 530 1750 26,4 0,07 0,7 3,5 8,2

3 250 1500 12,5/5 530 1750 17,0 0,4 1,2 4,2 13,3

4 350 1400 17,5/5 500 1750 49,0 од 1,0 3,0 6,3

5 350 1400 17,5/5 530 1750 32,7 0,3 1,8 5,4 12,7

6 350 1400 17,5/5 530 1750 16,9 0,4 2,7 6,4 ил

1 450 1300 22,5/5 500 1750 44,7 0,3 1,9 5,0 9,5

8 450 1300 22,5/5 520 1750 31,4 0,5 3,1 6,0 11,7

9 450 1300 22,5/5 530 1750 18,4 1,2 6,0 11,5 17,2

Примечание: * - в числителе расход активизатора в кг/м3; в знаменателе расход активизатора в % от веса вяжущего.

Анализ результатов второй серии исследований (табл. 4) показал, что при расходе вяжущего от 250 до 450 кг/м3 с добавлением активизатора твердения от 5 до 20 % от веса вяжущего происходит увеличение прочности твердеющих смесей после трехсуточного режима твердения. Нормативная прочность твердеющей смеси (4 МПа и более) достигается в 7 - суточном режиме затвердения при вводе 10% добавки фторогипса.

Таблица 4

Результаты лабораторных исследований зависимости прочности твердеющих смесей от расхода фторогипса (заполнитель - гранулированный шлак ЗСМК)

Ко Расход компонентов, кг/м3 Об щий рас ход, кг/м3 Остат ок на сиге № 008, % Предел прочности на одноосное сжатие, МПа Коэфф идиент расслое ния, Кр Предельное напряжение сдвига, МПа • 10'5

Нефе ЛИН Гран шлак Фторо гипс Во да 3 7 14 28 90 К

1 250 1500 12,5/5* 500 1750 40,6 0,05 0,6 3,0 7,5 11,7 1,0 0,41 0,43

2 250 1500 25,0/10 500 1750 40,6 0,3 4,4 7,8 11,7 13,7 1,0 0,41 0,43

3 250 1500 38,0/15 500 1750 40,6 0,4 4,5 8,3 15,0 18,9 1,0 0,41 0,43

4 250 1500 50,0/20 490 1750 40,6 0,6 5,1 13,5 19,1 30,6 1,0 0,41 0,43

5 350 1400 - 540 1750 37,0 - 0,1 1,4 6,1 11,2 1,0 0,35 0,35

б 350 1400 18,0/5 500 1750 37,0 0,3' 1,5 4Д 9,0 12,6 1,0 0,35 0,35

7 350 1400 35,0/10 475 1750 37,0 1,0 5,5 11,5 14,3 19,2 1,0 0,35 0,35

8 350 1400 53,0/15 500 1750 37,0 1,1 6,6 14,8 22,6 31,1 1,0 0,35 0,35

9 350 1400 70,0/20 480 1750 37,0 1,1 8,6 16,3 32,3 35,0 1,0 0,35 0,35

10 450 1300 23,0/5 500 1750 44,7 0,3 1,9 5,0 9,5 14,3 0,9 0,3 0,28

11 450 1300 45,0/10 500 1750 44,7 1,5 8,6 12,8 20,5 25,0 0,9 0,3 0,28

Примечание: * - в числителе расход активизатора в кг/м3; в знаменателе расход активизатора н % иг веса вяжущего.

Анализ прочностных характеристик составов № 5-9 (табл. 4) при постоянном расходе вяжущего 350 кг/м3 показывает, что добавка фторогипса является ускорителем твердения и позволяет увеличить прочность в трехсуточном режиме затвердения с 0 до 1,1 МПа.Следует отметить, что аналогичная зависимость наблюдается при различных сроках твердения. Максимальная прочность твердеющих смесей с заполнителем из граншлака при нормальных условиях твердения (без пропарки) составляет 35,0 МПа.

Полученные результаты показывают необходимость применения фторогипса в качестве активизатора твердения смеси (нефелин + граншлак). Для промышленного использования может быть рекомендован состав № 7 с расходом вяжущего (нефелинового шлама) в количестве 350 кг/м3 и добавкой фторогипса 35 кг/м3 (10% ), при этом получена прочность смеси 5,5 и ] 1,5 МПа

в 7- и 14 - суточном режимах затвердения. Исследуемые смеси отвечали условиям транспортабельности (Кр <1,0), не расслаивались и представляли текучую однородную массу.

Экспериментально получены прочностные характеристики твердеющих смесей на основе нефелинового шлама с активизатором затвердения -фторогипсом и заполнителями из золошлаковых отходов Томусинской ГРЭС при расходе вяжущего от 290 до 430 кг/м3. Из анализа зависимостей, представленных на рис. 1, следует, что рациональный расход вяжущего составляет порядка 330 кг/м3 (зависимость 2), при котором, например, при времени твердения 28 суток прочность на одноосное сжатие твердеющей смеси составляет 6,2 МПа, а трех других значений расхода вяжущего на уровне всего 3,7-4,0 МПа. Следовательно, увеличение расхода вяжущего более 330 кг/м3 приводит к уменьшению прочности твердеющей смеси на 1,8-2,0 МПа.

18 и 16

г

8 14 ь (0

^ 12 о» о

3 6

н о

г 4

з-О О.

С 2

°~14 28 90

Время твердения, суг

Рис. I. Зависимости прочности смесей от времени твердения при различном расходе вяжущего (1- 290 кг/м3; 2- 330 кг/м3; 3- 350 кг/м3; 4- 430 кг/м3)

Следует отметить, что скорость твердения исследуемых составов до 14-суточного режима твердения незначительна (по сравнению с цементными составами), а активный набор прочности наблюдается в интервале 28 - 90 сут.

На основании анализа результатов проведенных исследований для испытаний в промышленных условиях могут быть рекомендованы составы с расходом вяжущего 290-390 кг/м3, активизатора твердения 210 кг/м3, заполнителя 830-930 кг/м3 , воды 480-520 л/м3, обеспечивающие прочность не менее 4 МПа при 28 - суточном режиме затвердения.

При исследованиях составов с заполнителем из шлаков котельных промышленных предприятий расход вяжущего принимался 400+600 кг/м3, активизатора 60+190 кг/м3, или 5+15% от веса смеси.

Анализ результатов исследований показал, что для промышленной проверки могут быть рекомендованы составы с расходом вяжущего 500+600 кг/м3, активизатора 60+130 кг/м3, заполнителя 600+700 кг/м3, воды 570+600 л/м3.

Из-за дефицита и недостаточности запасов компонентов были проведены исследования бесцементных твердеющих смесей с заполнителем из пород кровли (песчаника) пласта «Характерного» шахты «Коксовая» ООО УК «Прокопьевскуголь», которые показали, что при расходе нефелинового шлама 500+600 кг/м3 и активизатора 50+100 кг/м3 может быть получена прочность не менее нормативной, т.е. 4+6 МПа при 28- суточном режиме затвердения.

Получение литой твердеющей закладки сопряжено с решением комплексной задачи, включающей изучение сырьевой базы компонентов, разработку составов, технологию их приготовления и транспортирования в выработанное пространство. Анализ результатов исследований по разработке бесцементных литых твердеющих смесей с учетом сырьевой базы, технологических требований по приготовлению и применению их в качестве закладочного материала позволил выбрать рациональные составы и рекомендовать их к промышленной проверке для дальнейшего использования (табл. 5).

Таблица 5

Результаты лабораторных исследований составов литых твердеющих смесей на основе нефелиновых шламов

Расход компонентов, кг/м3 Предел прочности на одноосное сжатие, МПа, при времени твердения, сут.

Нефелин овый шлам Фторо-гипс Гран-шлак Породы шахт Топливные шлаки Золошла-ковые отходы ГРЭС Вода 3 7 14 28 90

350 20 1400 - - - 500 0,3 1,5 4,2 9,0 12,6

350 35 1385 - - - 480 1,0 5,5 11,5 14,3 19,2

450 70_ - - - - 610 - 0,6 3,8 7,0 14,0

550 j 30 - - - - 590 оа 2,0 6,2 9,2 15,2

500 130 - 550 570 - 610 - - 0,2 5,9 9,3

600 60 - 650 540 - 570 - 0,3 4,4 6,0 11,3

330 210 - - - 890 520 - 0,1 0,9 6,7 18,0

390 210 - - - 830 520 - од 0,5 4,0 17,6

1570 170 - - - - 450 0,6 1,4 3,6 6,4 7,6

1390 350 - - - - 435 8,3 10,8 12,5 14,2 15,0

Для промышленных испытаний рекомендуются следующие составы бесцементных твердеющих смесей (табл. 6), в которых в качестве вяжущего использовались нефелиновые шламы Ачинского глиноземного комбината (АГК).

Таблица б

Составы бесцементных твердеющих смесей на основе нефелинового шлака

Компоненты Расход, кг/м"1

Смесь №1 Вяжущее - нефелиновый шлам Заполнитель - гранулированный шлак ЗСМК Ускоритель твердения - фторогипс АГК Вода 350 1400 35 480

Смесь №2 Вяжущее - нефелиновый шлам АГК Заполнитель - золошлаковые отходы Томусинской ГРЭС Ускоритель твердения - фторогипс АГК Вода 290-390 830-930 210 480-520

Смесь №3 Вяжущее - нефелиновый шлам АГК Заполнитель - шлаки бытовых и промышленных котельных Ускоритель твердения - фторогипс АПС Вода 500-600 600-700 60-130 570-600

Смесь №4 Вяжущее - нефелиновый шлам Заполнитель - шахтовые породы Ускоритель твердения - фторогипс АГК Вода 500-600 550-650 50-100 600-650

Промышленная проверка технологии приготовления бесцементных твердеющих смесей из отходов производства планируется на комплексе упрочненной закладки КУЗ-120, разработанном институтами Сибптрошахт, КузНИУИ, ННЦ- ГП ИГД им. А.А. Скочинского, на шахте «Коксовая» ООО УК «Прокопьевскуголь».

Опытно-промышленные испытания разработанных составов бесцементных твердеющих смесей на основе отходов горнодобывающих и перерабатывающих предприятий планируются на шахте «Коксовая» ООО УК «Прокопьевскуголь» при отработке пластов «Горелого» и «Внутреннего».

Пласт «Горелый» имеет мощность 8,0-8,3 м. Уголь полосчатый, полублестящий, слаботрещиноватый, крепкий, средней устойчивости. Мощность породных прослойков 0,2-0,4 м.

В почве пласта залегает пачка перемятого неустойчивого угля мощностью 0,7 м. Угол падения пласта 68°. Непосредственная кровля -

алевролит мощностью 0,8 м средней устойчивости. Основная кровля - песчаник среднезернистый, крепкий. В почве пласта залегает аргиллит трещиноватый слабоустойчивый.

Пласт «Внутренний» в пределах выемочного участка имеет мощность 2,0-3,0 м. Угол падения пласта 65-70°. Прослоек породы мощностью 0,2-0,4 м располагается вблизи кровли.

Пласт «Горелый» отрабатывается с применением технологической схемы механизированными горизонтальными слоями с литой твердеющей закладкой (МГСЛТЗ). Слои отрабатываются двумя полосами. Высота полосы 3 м, определяется возможностями комбайна 1ГПКСБ. Длина поля 300 м. Поле делится скатами на три блока длиной по 100 м. Промежуточные скаты на опытном участке пройдены по углю в лежачем боку пласта.

Технология приготовления бесцементной твердеющей закладки на КУЗ-120 включает следующие операции: прием и складирование компонентов смеси, подачу твердых компонентов в расходные бункера с последующим дозированнием и подачей в мельницу, дозирование воды в репульпатор и мельницу, репульпацию сухого вяжущего и подачу раствора в мельницу, приготовление смеси в мельнице, подачу смеси в закладочный трубопровод.

Порядок выемки полос - от лежачего бока к висячему. Полосам придается уклон от скатов 3-5° для растекания закладки без монтажа става труб в полосах.

Выемка полос производится проходческо-очистными комбайнами типа 1ГПКСБ, снабженными навесным бурильным оборудованием (ИБО). Выемка угля от комбайна до очередного ската производится самоходными вагонами типа ВС (ВС5Э или ВС15Э).

Технология механизированных горизонтальных слоев с литой твердеющей закладкой предусматривала ведение очистных работ в следующей последовательности: монтаж комбайна и оборудования в монтажной камере у одного из фланговых скатов; выемка полосы у лежачего бока пласта до второго флангового ската; демонтаж комбайна и оборудования с его выдачей по скату на вентиляционный горизонт; доставка оборудования по горизонту на первый фланговый скат и его спуск в монтажную камеру; монтаж комбайна и оборудования для выемки второй полосы (у висячего бока) горизонтального слоя. Этот порядок отработки повторялся для выемки каждой полосы.

При отработке всего этажа и общем количестве слоев, равном 30 (при высоте слоя 3 м), необходимо было бы проведение 60 монтажных камер и 120 процессов монтажа и демонтажа комбайна и оборудования.

Разработаны рекомендации по порядку отработки полос крутых угольных пластов с уменьшением монтажно-демонтажных работ. При этом предусматривается проведение только двух монтажных камер и осуществление только четырех операций монтажа-демонтажа оборудования за счет разворота комбайна в ортах, перегоне его из полосы в полосу, «подныривания» комбайна под закладочный массив.

Предлагается порядок отработки полос крутых угольных пластов, позволяющий минимизировать монтажно-демонтажные работы, который рекомендуется осуществлять в следующей последовательности:

1. После выемки и закладки монтажного слоя от ската № 3 проводится выработка до висячего бока, в которой устанавливается конвейер; в пласте у висячего бока засекается монтажная камера площадью сечения 14 м2 и длиной 20 м; в монтажную камеру спускается комбайн и оборудование.

2. Выемка полосы угля у висячего бока до ската № 1 с разделкой орта.

3. Выемка полосы у висячего бока пласта до границы поля, при этом производится перенос конвейера к скату №2, разворот оборудования в орте, возведение перемычки у ската.

4. Выемка полосы у лежачего бока пласта блока 3 на длину 15 м и доставка угля к скату №2. Одновременно производится закладка полосы у висячего бока в блоке №1.

5. Выемка полосы у лежачего бока в блоке 3. В блоке 2 возводятся перемычки и подается закладка. При походе к скату 4 производится разворот оборудования.

6. Переход ската №3 на 15 м, к этому моменту прочность боковой стенки закладки должна быть не менее 1 МПа. Уголь доставляется к скату № 4.

7. Возведение в блоке 3 трех перемычек, подается закладка,

8. Переход ската № 2.

9. Завершение выемки полосы у лежачего бока пласта, осуществление разворота оборудования в орте.

10. Выемка полосы у висячего бока в блоке №3 на расстоянии 15 м, доставка угля к скату № 2. Возведение ската № 1 и перемычки, между которыми подается твердеющая закладка.

11. Спуск конвейера в орт ската № 3, возведение перемычки, подача закладки в блок 2 полосы у лежачего бока, выемка до ската №4, разворот оборудования, перенос конвейера от ската №3 к скату №4.

12. Проведение съезда в нижележащий слой, доставка угля к скату №4.

13. Выемка нижележащего слоя за скатом № 2 на 15 м.

14. Выемка нижележащего слоя за скатом № 2 на 15 м, перенос конвейера к скату № 2.

Применение предложенного порядка отработки полос в горизонтальном слое, практически исключающего монтажно-демонтажные работы, позволяет увеличить нагрузку на очистной забой на 20-25%, повысить полноту извлечения запасов угля на 18-20%, обеспечить безопасность ведения очистных и подготовительных работ.

Экономический эффект от внедрения результатов исследований диссертации может составить для условий шахты «Коксовая» ООО УК «Прокопьевскуголь» 2,7 млн. рублей (в зависимости от состава смеси), для условий пяти шахт ОАО УК «Прокопьевскуголь» и ОАО УК «Киселевск-уголь», работающих в черте г.г. Прокопьевска и Киселевска, соответственно 10,3-^-12,6 млн. руб.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация является научно-квалификационной работой, в которой изложены научно обоснованные технологические разработки по установлению зависимостей прочностных характеристик различных составов бесцементных закладочных смесей из отходов горнодобывающих и перерабатывающих предприятий от влияющих факторов для обоснования параметров технологии отработки запасов мощных крутых угольных пластов с закладкой выработанного пространства, обеспечивающей повышение интенсивности, безопасности и полноты извлечения полезного ископаемого, что имеет существенное значение для развития угледобывающей отрасли России.

Основные научные и практические результаты, полученные лично автором:

1. Установлено, что одним из направлений повышения интенсивности, безопасности и полноты извлечения запасов мощных крутых угольных пластов является технология с закладкой выработанного пространства бесцементным литым твердеющим массивом.

2. В результате исследований сырьевой базы недефицитных материалов из отходов промышленных производств Кузбасса, их физико-химических свойств (петрографического состава, плотности, насыпной объемной массы, содержания горючих, предела прочности на одноосное сжатие, угла естественного откоса, усадки) выявлены виды сырья (гранулированный шлак, золошлаковые

отходы, нефелиновый шлам, фторогапс, топливный шлак, известняки, отходы аглопроизводств, отходы углеобогатительных фабрик, горелые породы, зола уноса), которые возможно использовать как компоненты для приготовления бесцементных твердеющих смесей для закладки выработанного пространства угольных шахт при отработке мощных крутых угольных пластов.

3. Установлены зависимости предела прочности на одноосное сжатие от времени твердения литых твердеющих смесей на основе нефелиновых пшамов, позволяющие рекомендовать составы с расходом вяжущего 290+390 кг/м3, активизатора твердения 210 кг/м3, заполнителя 830^-930 кг/м3, воды 480+520 л/м3, обеспечивающие нормативную прочность не менее 4 МПа при 28-сутояном режиме затвердевания.

4. Установлены зависимости предела прочности на одноосное сжатие от времени твердения литых твердеющих смесей на основе нефелиновых шламов и шлаков котельных, позволяющие рекомендовать составы с расходом вяжущего 500+600 кг/м3, активизатора 60+130 кг/м3, заполнителя 600+700 кг/м3, воды 570+600 л/м3.

5. Выполнены лабораторные исследования бесцементных литых твердеющих смесей, позволившие определить рациональные составы смесей для промышленной реализации в условиях отработки запасов крутых угольных пластов: смесь № I (вяжущее - нефелиновый шлам АГК, заполнитель -гранулированный шлак ЗСМК, ускоритель твердения - фторогипс АГК), смесь № 2 (нефелиновый шлам, золопшаковые отходы Томусинской ГРЭС, фторогипс), смесь № 3 (нефелиновый шлам, шлаки бытовых и промышлешшх котельных, фторогипс) смесь № 4 (нефелиновый шлам, шахтовые породы, фторогипс).

6. Разработана методика обоснования параметров технологии отработки мощных крутых угольных пластов с закладкой выработанного пространства, которая отличается учетом специфики горно-геологических и производственно-технических условий ведения подземных горных работ и позволяет объективно формировать пространственно-планировочные и технологические решения, обеспечивающие эффективную и безопасную отработку запасов угольных пластов с минимальными потерями полезного ископаемого в недрах.

7. Увеличение нагрузки на очистной забой на 25%, повышение полноты извлечения запасов угля на 18-20%, повышение безопасности ведения очистных и подготовительных работ достигается путем формирования закладочного массива с нормативной прочностью на основе различных вяжущих, заполнителей и ускорителя твердения и применения предложенного порядка

отработки полос в горизонтальном слое, исключающего монтажно-демон-тажные работы.

8. Экономический эффект от внедрения результатов исследований диссертации может составить для условий шахты «Коксовая» ООО УК «Прокопьевскуголь» 2,9 млн. руб. (в зависимости от состава смеси), для условий пяти шахт ООО УК «Прокопьевскуголь» и ОАО УК «Киселевск-уголь», работающих в черте г.г. Прокопьевска и Киселевска, соответственно 11,5+16,7 млн. руб.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Мельник В.В., Хрисанов П.Е. Эффективность формирования твердеющей закладки из отходов промышленных производств при подземной угледобыче // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). - 2010. - №3. - С. 32 - 38.

2. Мельник В.В., Хрисанов П.Е. Использование шахтных пород и отходов углеобогащения в качестве закладочного материала при подземной угледобыче // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). - 2010. - №5 - С.282-287.

3. Мельник В.В., Хрисанов П.Е. Технологические схемы использования шахтных пород для закладки их в выработанное пространство. Депонированная рукопись (742/03-10 от 23.12.09 г.) //Горный информационно-аналитический бюллетень (научно - технический журнал). - 2010. - №3 -8 с.

4. Мельник В.В., Кайдо И.Й., Хрисанов П.Е. Геомеханическое обоснование влияния под завальных целиков на опорное давление в коротких очистных забоях. Депонированная рукопись (744/03-10 от 23,12,09 г.) //Горный информационно-аналитический бюллетень (научно - технический журнал). -2010.-№3-6 с.

5. Мельник В.В., Кайдо И.Й., Хрисанов П.Е. Методика расчета укрепления краевой части целиков древесно-полимерными анкерами. Депонированная рукопись (745/03-10 от 23.12.09 г.) //Горный информационно-аналитический бюллетень (научно - технический журнал). - 2010. - №3 -7с.

6. Мельник В.В., Кайдо И.И., Хрисанов П.Е. Оценка прочности целиков при камерно-столбовой системе разработки. Депонированная рукопись (746/03-10 от 23.12.09г.) //Горный информационно-аналитический бюллетень (научно технический журнал). - 2010. - №3 -7 с.

Подписано в печать 02.07.2010г. Объем 1 печ.л._Тираж 100 экз.

Формат 60x90/16 Заказ № <Г(%0

Отдел печати Московского государственного горного университета, Москва, Ленинский проспект, 6

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Хрисанов, Павел Евгеньевич

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЯЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ, ИДЕЯ,

ЗАДАЧИ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1 .Современные направления развития подземной технологий отработки угольных пластов на шахтах России и за рубежом.

1.2.Анализ существующих технологии отработки крутых угольных пластов.

1.3.Анализ технологий отработки крутых угольных пластов с закладкой выработанного пространства.

1.4.Цель, идея, задачи и методы исследований.

ВЫВОДЫ.

2. ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ И ГОРНОТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1.Горно-геологические и горнотехнические условия разработки крутых пластов.

2.2.Исследования сырьевой базы и свойства компонентов для бесцементных твердеющих смесей из отходов промышленных производств.

2.3.Исследование сырьевой базы горнодобывающих и перерабатывающих предприятий для производства бесцементных твердеющих смесей и закладки выработанного пространства.

ВЫВОДЫ.

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ БЕСЦЕМЕНТНЫХ ТВЕРДЕЮЩИХ СМЕСЕЙ

НА ОСНОВЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ.

3.1 .Разработка методики экспериментальных исследований.

3.2.Исследования физико-механических характеристик бесцементных твердеющих смесей с различными заполнителями.

3.3.Разработка технологии приготовления бесцементных твердеющих смесей из промышленных отходов.

ВЫВОДЫ.

4. ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ТЕХНОЛОГИИ ОТРАБОТКИ ЗАПАСОВ КРУТЫХ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ

С ЗАКЛАДКОЙ ВЫРАБОТАННОГО ПРОСТРАНСТВА.

4.1 .Разработка методики обоснования параметров технологии отработки запасов мощных крутых угольных пластов с закладкой выработанного пространства.

4.2.Разработка рекомендации по повышению эффективности отработки запасов мощных крутых угольных пластов с закладкой выработанного пространства.

ВЫВОДЫ.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Обоснование параметров технологии отработки запасов мощных крутых угольных пластов с закладкой выработанного пространства"

Мощные крутые угольные пласты разрабатываются в Кузбассе, на Урале, Дальнем Востоке и о. Сахалин, а также в Средней Азии, Румынии, Болгарии, Франции, Китае, Вьетнаме, Индии, Иране и других странах.

Разработка мощных крутых пластов в отечественной и мировой практике представляет наибольшую сложность. Объясняется это, с одной стороны, весьма сложными горно-геологическими условиями, а именно наличием нарушенности углевмещающего массива, переменными углами залегания и мощностью пластов, наличием слабоустойчивых пачек угля, высокой газообильностью и склонностью угля к газодинамическим явлениям и самовозгоранию.

С другой стороны, разработка крутых пластов сопряжена со сложными производственно-техническими условиями: спецификой управления горным давлением, необходимостью регулирования перепуска обрушенных пород; оставлением технологических целиков и пачек угля, склонного к самовозгоранию; взаимным влиянием отработки сближенных пластов.

Следует отметить, что коэффициент извлечения угля при отработке Прокопьевско-Киселевского месторождения составляет порядка 0,4 - 0,5, а с переходом работ на нижележащие горизонты он уменьшается: на шахтах «Коксовая» равнялся - 0,46, им. Ворошилова - 0,42, им. Калинина - 0,46, им. Вахрушева - 0,35, «Тайбинская» - 0,44.

Значительные запасы угля законсервированы в основном в охранных целиках под промплощадками шахт, объектами капитальной застройки г.г. Прокопьевска и Киселевска, железной дорогой. На действующих и отработанных горизонтах действующих и закрытых шахт ОАО УК «Прокопьевскуголь» в целиках сосредоточено около 1 млр.т угля, причем 350 млн.т из них может быть извлечено только с применением закладки выработанного пространства, в том числе 200 млн.т - с гидравлической, 150 млн.т - с твердеющей закладкой.

Кроме того, при переходе горных работ на большие глубины вследствие сближенности и крутого залегания пластов, высокой угленасыщенности и нарушенности пластов, относительно малой мощности наносов практически вся толща пород и земная поверхность находятся в зоне подработки и интенсивности сдвижения. Дальнейшее применение систем разработки с обрушением кровли весьма проблематично и потребует оставления предохранительных целиков значительных размеров и, как следствие, приведет к снижению полноты извлечения угля.

В этих условиях применение закладки выработанного пространства, в том числе твердеющей, позволит обеспечить более полное извлечение угля из недр и расконсервировать значительное количество запасов угля в целиках различного назначения, резко снизить число подземных пожаров, ликвидировать опасные деформации земной поверхности.

В связи с этим исследования, направленные на обоснование параметров технологии отработки мощных крутых угольных пластов с закладкой выработанного пространства отходами горнодобывающих и перерабатывающих предприятий, обеспечивающей повышение эффективности подземной угледобычи в сложных горно-геологических и производственно-технических условиях, являются весьма актуальными.

Целью диссертации является установление зависимостей прочностных характеристик различных составов бесцементных закладочных смесей из отходов горнодобывающих и перерабатывающих предприятий от влияющих факторов для обоснования параметров технологии отработки запасов мощных крутых угольных пластов с твердеющей закладкой выработанного пространства, обеспечивающей повышение интенсивности, безопасности и полноты извлечения полезного ископаемого.

Идея работы заключается в обеспечении эффективной и безопасной отработки запасов угольных пластов в сложных горно-геологических и производственно-технических условиях с минимальными потерями полезного ископаемого в недрах при реализации рациональных ' пространственно-планировочных и технологических решений за счет применения закладки выработанного пространства отходами промышленных предприятий Кузбасса.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Методика обоснования параметров технологии отработки мощных крутых угольных пластов с закладкой выработанного пространства отличается учетом специфики горно-геологических и производственно-технических условий ведения подземных горных работ и позволяет объективно формировать пространственно-планировочные и технологические решения, обеспечивающие эффективную и безопасную отработку запасов угольных пластов с минимальными потерями полезного ископаемого в недрах.

2. Формирование закладочного массива с нормативной прочностью на основе нефелинового шлама и применение предложенного порядка отработки полос в горизонтальном слое, исключающего монтажно-демонтажные работы, позволяют увеличить нагрузку на очистной забой на 20-25%, повысить полноту извлечения запасов угля на 18-20%, обеспечить безопасность ведения очистных и подготовительных работ.

3. На основе полученных зависимостей предела прочности на одноосное сжатие от времени твердения литых смесей на основе нефелиновых шламов о разработана рецептура с расходом вяжущего 290-^390 кг/м , активизатора твердения 210 кг/м , заполнителя 830-^930 кг/м , воды 480ч-520 л/м , обеспечивающих составам нормативную прочность не менее 4 МПа при 28-суточном режиме затвердевания.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций работы подтверждаются: достаточным объемом информации о горно-геологических и производственно-технических условиях освоения запасов участков шахтных полей Прокопьевско-Киселевского месторождения (12 шахт, 54 участка) и об эффективности использования базовых вариантов технологических схем отработки запасов мощных крутых пластов (12 технологических схем);

- корректностью использования современных методов исследований при обосновании параметров технологии отработки мощных крутых угольных пластов с закладкой выработанного пространства; удовлетворительной сходимостью результатов лабораторно-экспериментальных исследований различных составов бесцементных смесей из отходов промышленных производств с результатами шахтных инструментальных наблюдений за формированием массива твердеющей закладки в выработанном пространстве (расхождение не более 10%). Научная новизна работы: разработана методика обоснования параметров технологии эффективной и безопасной отработки запасов мощных крутых угольных пластов с закладкой выработанного пространства, отличающаяся учетом специфики взаимодействия боковых пород с закладочным массивом при минимальных потерях угля в недрах;

- установлены зависимости предела прочности на одноосное сжатие от времени твердения литых твердеющих смесей при изменении соотношения компонентов бесцементных твердеющих смесей (нефелинового шлама и фторогипса) с различными заполнителями (гранулированным шлаком, золо-шлаковыми отходами, шлаками бытовых и промышленных котельных, шахтными породами), позволяющие формировать литой бесцементный закладочный массив при отработке мощных крутых угольных пластов.

Научное значение работы заключается в разработке методики обоснования параметров технологии отработки мощных крутых угольных пластов с закладкой выработанного пространства бесцементными материалами из отходов промышленных производств.

Практическое значение работы состоит в разработке «Рекомендации по повышению эффективности отработки запасов мощных крутых угольных пластов на базе применения закладки выработанного пространства отходами промышленных производств», внедрение которых обеспечивает повышение интенсивности, безопасности и полноты извлечения запасов.

Реализация выводов и рекомендаций. Варианты технологических схем отработки запасов мощных крутых угольных пластов с закладкой выработанного пространства отходами горнодобывающих и перерабатывающих предприятий использованы при составлении программ развития горных работ на шахтах ОАО «УК Прокопьевскуголь».

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и получили одобрение: на научном симпозиуме «Неделя горняка» (Москва, 20082010), научно-техническом совете НПО УК «Прокопьевскуголь» (Прокопьевск, 2009), научных семинарах кафедры ПРПМ Московского государственного горного университета (Москва, 2008-2010).

Публикации. По теме диссертации опубликованы 6 научных статей.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав и заключения, содержит 36 рисунков, 32 таблицы, список литературы из 97 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Геотехнология(подземная, открытая и строительная)", Хрисанов, Павел Евгеньевич

3. Основные результаты экспериментальных исследований следующие:

- закладочный массив по истечении 7 суток набирает прочность, достаточную для обнажения его боковой стенки. Основную прочность массив набирает впервые 14 суток (не менее 4 МПа). При соблюдении рекомендуемого рецепта приготовления смеси, прочность образцов на одноосное сжатие в 28 дневном возрасте выше нормативной (более 4 МПа);

- прочность на разрыв при исследованиях сцепления (адгезии) между слоями закладочного массива составляет 87-135 кПа при сроке твердения закладочного массива 10-14 суток;

- величины смещения потолочины с пролетом 4^-6 м по сравнению с пролетом потолочины 9-ь10 м ниже в 7ч-10 раз, при этом максимальные смещения в первом случае не превышали 7^-8 мм. При пролете обнажения 9-ИО м максимальные смещения составили 31,2 мм. Интенсивность смешений при подходе линии забоя к контурной реперной станции незначительна, затем при переходе ее линией забоя на 2-5 м за период 4ч-8 суток резко возрастает. В период с 8 до 15 суток (расстояние 5-7 м) интенсивность смещений падает, а в период с 15 до 62 суток стабилизируется;

- визуальными наблюдениями за полнотой заполнения выработанного пространства твердеющей закладкой, расслоением закладочного массива, ее растекаемостью установлено, что смесь заполняет все пустоты, трещины и растекается по полосе на расстояние 100 м без видимого расслоения;

- исследования прочностных свойств твердеющей закладки при добавке в смесь ускорителя твердения ХСТН производства НПО "Азот" (г. Кемерово) показали, что образцы смесей без ускорителя твердения при 3-х дневном и более 50% при 7-дневном сроке затвердения на прочность испытать на прессе невозможно, так как к этому времени они не схватились. Образцы смесей с ускорителем твердения в возрасте 3-х суток имели прочность 0,3-0,4 МПа, т.е. ускоритель твердения ХСТН выполняет свою функцию;

- прочностные свойства закладочного массива дополнительно определялись путем выдергивания закрепленных в нем арматурных стержней, через 14 дней усилия их выдергивания составили 4,5-^9,0 т, свидетельствующие о хорошем качестве закладочного массива;

9^-93

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация является научно-квалификационной работой, в которой на основании выполненных автором исследований изложены научно обоснованные технологические разработки по установлению зависимости прочностных характеристик, различных составов бесцементных закладочных смесей из отходов горнодобывающих и перерабатывающих предприятий от влияющих факторов для обоснования параметров технологии отработки запасов мощных крутых угольных пластов с закладкой выработанного пространства, обеспечивающей повышение интенсивности, безопасности и полноты извлечения полезного ископаемого, внедрение которых обеспечивает повышение интенсивности, безопасности и полноты извлечения запасов на шахтах России.

Основные научные и практические результаты, полученные лично автором:

1. На основе анализа современного состояния и приоритетных направлений развития подземной угледобычи на шахтах РФ установлено, что одним из направлений повышения интенсивности, безопасности и полноты извлечения запасов мощных крутых угольных пластов является технология с закладкой выработанного пространства бесцементным литым твердеющим массивом.

2. В результате исследований сырьевой базы недефицитных материалов из отходов промышленных производств Кузбасса, их физико-химических свойств (петрографического состава, плотности, насыпной объемной массы, содержания горючих, предела прочности на одноосное сжатие, угла естественного откоса, усадки) выявлены виды сырья (гранулированный шлак, золошлаковые отходы, нефелиновый шлам, фторогипс, топливный шлак, известняки, отходы аглопроизводств, отходы углеобогатительных фабрик, горелые породы, зола уноса), которые возможно использовать как компоненты для приготовления бесцементных твердеющих смесей для закладки выработанного пространства угольных шахт при отработке мощных крутых угольных пластов.

3. Установлены зависимости предела прочности на одноосное сжатие от времени твердения литых твердеющих смесей на основе нефелиновых шламов, позволяющие рекомендовать составы с расходом вяжущего 2904-390 кг/м3, активизатора твердения 210 кг/м , заполнителя 830+930 кг/м , воды 480+520 л/м3, обеспечивающие нормативную прочность не менее 4 МПа при 28-ми суточном режиме затвердевания.

4. Установлены зависимости предела прочности на одноосное сжатие от времени твердения литых твердеющих смесей на основе нефелиновых шламов и шлаков котельных, позволяющие рекомендовать составы с расходом вяжущего 500-И500 кг/м3, активизатора 60-^130 кг/м3, заполнителя 600V700 кг/м3, воды 570-И500 л/м3.

5. Выполнены лабораторные исследования бесцементных литых твердеющих смесей, позволяющие определять рациональные составы смесей для промышленной реализации в условиях отработки запасов крутых угольных пластов: смесь № 1 (вяжущее - нефелиновый шлам АГК, заполнитель -гранулированный шлак ЗСМК, ускоритель твердения - фторогипс АГК), смесь № 2 (нефелиновый шлам, золошлаковые отходы Томусинской ГРЭС, фторогипс), смесь № 3 (нефелиновый шлам, шлаки бытовых и промышленных котельных, фторогипс) смесь № 4 (нефелиновый шлам, шахтовые породы, фторогипс).

6. Разработана методика обоснования параметров технологии отработки мощных крутых угольных пластов с закладкой выработанного пространства, которая отличается учетом специфики горно-геологических и производственно-технических условий ведения подземных горных работ и позволяет объективно формировать пространственно-планировочные и технологические решения, обеспечивающие эффективную и безопасную отработку запасов угольных пластов с минимальными потерями полезного ископаемого в недрах.

7. Увеличение нагрузки на очистной забой на 25%, повышение полноты извлечения запасов угля на 18-20%, повышение безопасности ведения очистных и подготовительных работ достигается путем формирования закладочного массива с нормативной прочностью на основе различных вяжущих, заполнителей и ускорителя твердения и применения предложенного порядка отработки полос в горизонтальном слое, исключающего монтажно-демонтажные работы.

8. Экономический эффект от внедрения результатов исследований дис-сертации может составить для условий шахты «Коксовая» ОАО УК «Прокопьевскуголь» 2,9 млн. руб. (в зависимости от состава смеси), для условий пяти шахт ОАО УК «Прокопьевскуголь» и ОАО УК «Киселевск-уголь», работающих в черте г.г. Прокопьевска и Киселевска, соответственно 11,5-46,7 млн. руб.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Хрисанов, Павел Евгеньевич, Москва

1. Угольная промышленность Российской Федерации в 2000-2009 г. (том 1. ИДИ). М.: Росинформуголь. 1998-2005 гг.

2. Краткие итоги работы угольной промышленности России за 2009.-М.: Уголь, 2010, № З.-С. 54-62.

3. Килимник В. Г., Хлапенов JI. Е. Особенности реструктуризации угольных отраслей России, Украины и Казахстана (аналитический обзор). М.: «Недра комьюникейшнс, ЛТД».-2002. 47 с.

4. Килимник В.П. Основной фонд подземной угледобычи России. М.: Горная промышленность, 2001, №1-С. 38-40.

5. Малышев Ю.Н., Трубецкой К.Н. Угольная промышленность России на пороге и в начале XXI века, (доклад на XVIII Горном Конгрессе).-М. Торная промышленность, 2000, -№6-C.33-35.

6. Мазикин В.П., Вылегжанин В.Н. Перспективы развития горнодобывающей промышленности. М.: Уголь, 1999, № 4.-С. 14-17.

7. Пугачев Е.В., Фрянов В.Н. Проблемы развития угольной промышленности Южного Кузбасса.-М.:Уголь, 1999, №4. С. 24-26.

8. Грицко Г.И., Кочетков В.Н., Лазаренко С.Н. Угольная промышленность: состояние и перспективы развития. М.: Уголь, 1999, №4. - С. 21-24.

9. А. с. 1314063 (СССР). Способ разработки мощных крутых пластов с помощью гидромеханизации, ИГД им. Скочинского, авт. В. В. Журавлев и др. Заявл. 03.08.83, №3654240/22-03. Опубл. в Б.И. 1987, №20.

10. А. с. 781351 (СССР). Способ разработки крутых угольных пластов, ВНИИГидроуголь, авт. В. Р. Сальников и др. Заявл. 05.01.79, №2710120/20- 03. Опубл. вБ.И. 1980, №43.

11. Арсенов Н. С, Петров А. И., Широков А. П. Разработка угольных пластов в сложных горно-геологичесих условиях. Кемерово: Кемеровское кн. изд- во, 1984,- 181с.

12. Временная инструкция и технологические схемы очистной выемки угля на пластах крутого падения гидрошахт Кузбасса. Новокузнецк, 1973. -3 1с.

13. Лукьянов И. Ф. Совершенствование систем разработки мощных пластов Кузбасса с закладкой выработанного пространства. М.: Госгортсхиздат, 1962.-98 с.

14. Параметры систем разработки с гидромониторной выемкой и закладкой выработанного пространства на гидрошахте «Красногорская». Отчет, ВНИИГидроуголь, Новокузнецк, 1973. 115 с.

15. Арсенов Н. С. Щитовая система разработки 50 лет//Уголь. - 1986. -№9.-С. 22-25.

16. Курленя М.В., Зворыгин JI.B., Лебедев А.В. Технология щитовой разработки угольных месторождений. Новосибирск: Наука, Сиб. отд. АН СССР.-1988.-356.

17. Борисов Ю. Ь., Федосов А. А., Вдовин Н. Н. Анализ внедрения крепи ЩРП на шахте «Красногорская»//Совершенствование горных процессов на шахтах Кузбасса: Сб. науч. тр./КузНИУИ. Прокопьевск, 1987. - 58 с.

18. Анализ результатов промышленных испытаний комплекса КГСЗ/ Н. С. Арсенов, А. Т. Князев, В. А. Сухоруков и др.//ДСП в ЦНИЭИуголь, №3910-VII. 31.10.86.

19. Результаты испытаний фронтального агрегата АК-З/Н. И. Яковлев, А. М. Долинский. М А. Колесников//Уголь. 1977. - №7. - С. 36-39.

20. Сенкус В.В. Экспериментальные технологические схемы разработки крутых угольных пластов с закладкой. Прокопьевск: Прокопьевск-гидроуголь, 1986. - 43 с.

21. Шевяков Л. Д. Разработка мощных крутопадающих угольных пластов Кузбасса с закладкой. М: Углетехиздат, 1951. -331с

22. Шевякова Л. Д. Разработка крутопадающих пластов Кузбасса. М: Углетехиздат, 1956.-692с.

23. Сухоруков. В. А. Варианты отработки крутых пластов в сложных природных условиях: Учеб. Пособие /СибГИУ. Новокузнецк, 1999. - 109 с.

24. Бурмистров А.И. Обоснование параметров технологии крепления горных выработок при отработке нарушенных мощных крутых пластов Прокопьевско-Киселевского района Кузбасса. Автореф. дис. . канд. техн. наук. М: МГГУ, 1993. -19 с.

25. Максимов В. Ю. Разработка технических решений по использованию подземного пространства закрываемых угольных шахт для размещения отходов. Автореф. дис. . канд. техн. наук. М: МГГУ, 1998. -18 с.

26. Ефимов В. И. Разработка технологии эффективной отработки крутых пластов с литой твердеющей закладкой.Автореф. дис. . канд. техн. наук. М: МГГУ, 1991.-12 с.

27. Чуканов С. Ю. Обоснование и разработка технологических решений по использованию подземного пространства закрываемых угольных шахт Прокопьевско-Киселевского района Кузбасса для размещения отходов. Автореф. дис. . канд. техн. наук. М: МГГУ, 2000. -20 с.

28. Стрижко Ф. Н. Обоснование параметров технологии очистных работ на крутых пластах с использованием эффекта виброрыхления угля. Автореф. дис. . канд. техн. наук. М: МГГУ, 2000. -19 с.

29. Вотяков М. В. Повышение полноты извлечения запасов калийных руд на основе закладки выработанного пространства галитовыми отходами. Автореф. дис. . канд. техн. наук. М: МГГУ, 2009. -24 с.

30. Хайрутдинова В. Н. Обоснование закладки выработанного пространства сульфидосодержащими отходами обогащения с использованием гель-технологии. Автореф. дис. . канд. техн. наук. М: МГГУ, 2004. -20 с.

31. Григорьева Н. Н. Обоснование технологии закладки камер высокоплотными смесями на основе хвостов обогащения. Автореф. дис. . канд. техн. наук. М: МГГУ, 2002. -20 с.

32. Пантелеев Е. А. Обоснование рациональных параметров технологии механизированной разработки крутонаклонных и крутых пластов Кузбасса столбами по падению. Автореф. дис. . канд. техн. наук. М: МГГУ, 1999. -20 с

33. TP АН ВАН ГУИНЪ. Исследование рациональных параметров системы разработки мощных наклонных и крутых пластов угля в условиях Хонгайского бассейна Демократической Республики Вьетнам. Автореф. дис. . канд. техн. наук. М: МГИ, 1968.-14 с

34. Голодов М. А. Обоснование параметров короткозабойных технологий отработки околоствольных целиков с закадкой выработанных пространств. Автореф. дис. . канд. техн. наук. Ночеркасск: МГГУ, 2009. -19 с.

35. Малахов А. Н. Разработка способа отработки крутых пластов на основе применения подземных массовых взрывов и предварительного разупрочнения угольного массива. Автореф. дисс. . канд. техн. наук. Люберцы: ННЦ ГП-ИГД им. А. А, Скочинского, 2001. 28 с.

36. Рыжков Ю.А., Волков А.Н., Гоголин В.А. Механика и технология формирования закладочных массивов.-М.: Недра, 1985.-191 с.

37. Монтянова А.Н. Формирование закладочных массивов при разработке алмазных месторождений в криолитозоне. -М.: Издательство «Горная книга»,2005.-587 с.

38. Методическое руководство по разработке мощных крутых и крутонаклонных пластов Кузбасса щитовыми агрегатами ЩРПМ. Прокопьевск: 1993.-113с.

39. Кузнецова J1.B, Анфёров Б.А. Информационно-логическая систематизация и совершенствование технологий разработки угольных пластов. Кемерово: Институт угля и углехимии СО РАН, 2001. -151с.

40. Стариков А. В. Комплексное освоение угольных месторождений. М: «Наука» 1990. -184с.

41. Широков А.П., Петров А.И., Найдов М.И. Разработка угольных пластов с углами падения свыше 35° в сложных горно-геологических условиях. М.: Прометей, 1990. -228 с.

42. Арсенов Н.С., Петров А.И., Широков А.П. Разработка угольных пластов в сложных горно-геологических условиях. Кемерово: 1984. -192 с.

43. Работы института по отработке мощных и средней мощности крутых угольных пластов. Прокопьевск (Альбом): КузНИУИ, 1988,1990.-59с.,76с.

44. Дубровский Е.М. Породное хозяйство угольных шахт за рубежом// Добыча угля подземным способом. М.: ЦНИИЭИуголь, № 5, 1985.

45. Поларски Д. Опыт применения закладки выработанного пространства в каменноугольной промышленности ПНР // Глюкауф, № 10, 1986.

46. Юст Р. Использование породы из забоев выемочных штреков, проходимых с отставанием от лавы на участках сопряжения лава-штрек // Глюкауф, № 24, 1979.

47. Айнхайзер И. Механизированное возведение околоштрековых полос на шахтах Великобритании // Глюкауф, № 18, 1977.

48. Тарасенко В.В. Основные направления решения проблемы оставленияпород в шахтах Донбасса // Уголь Украины, № 14, 1984.

49. Макаревич Ю.С., Бужен Н.К., Чупранов В.Н. Возведение бутовых полос у выработок с помощью комплекса ПЗК // Уголь, № 17, 1983.

50. Самохвалов Ю.И. Опыт оставления породы в шахте при проведении горных выработок // Уголь, № 14, 1988.

51. Иванов Ю.М. Технические решения по оставлению породы в шахте // Уголь Украины, № 12, 1985.

52. Капустин В.А., Малков Г.М., Сиделъников С.Г. Размещение породы в погашаемые выработки шахт // Малоотходное производство в угольной промышленности. Пермь, 1984.

53. Пророченко В.И., Федосенко Н.А., Овчинников В.Т, Оставление породы в шахте важнейшая народнохозяйственная задача // Уголь Украины, № 8, 1989.

54. Поклад Г.Г., Ведяшкин А.С. и др. Использование шахтной породы для закладки выработанного пространства под застроенными территориями Карагандинского бассейна // Горный журнал, № 4, 1988.

55. Дуденко М.И., Федоров В.П., Масляев Г.В. Анализ конкурсных научно-технических решений по размещению породы в выработанном пространстве на шахте «Минусинская» // Уголь Украины, №3, 1989.

56. Ефимов В.И. Разработка технологий эффективной отработки крутых пластов с литой твердеющей закладкой / Автореф. дисс. на соиск. учен. степ, канд. техн. наук. М., 1991. - 16 с.

57. Комплексная переработка нефелинового шлама / М.М. Сычев, В.И. Карнаев и др. М.: Металлургия, 1974. - 197с.

58. Исследование составов бесцементных вяжущих для твердеющих смесей/ И.И. Барсуков, Ю.Е. Кирюхин и др. // Совершенствование технологии отработки угольных пластов Кузбасса и Дальнего Востока: Сб. науч. тр. КузНИУИ. -Прокопьевск, 1989. с.68-71.

59. Закладочные работы в шахтах. Справочник. — М.: Недра, 1989.

60. Вяткин А.П., Горбачев В.Г., Рубцов В.А. Твердеющая* закладка на рудниках. -М.: Недра, 1983.

61. Лещинский М.Ю. Испытание бетона. М.: Стройиздат, 1980. -с. 360.

62. Кравченко В.П. Методика оценки транспортабельности твердеющих закладочных смесей // Горный журнал, 1970, №9. с. 37-41.

63. Байконуров О А. Методы контроля физико-механических параметров подземной разработки руд. Алма-Ата, Наука, 1979. - 298 с.

64. Временная инструкции по применению анкерной крепи в очистных забоях при выемке мощных крутых пластов полосами по простиранию с гидрозакладкой. Прокопьевск, 1977. - 42 с.

65. Методические рекомендации расчета нагрузки на действующий очистной забой с буровзрывной выемкой угля на пластах крутого паденияс обрушением и закладкой выработанного пространства. Прокопьевск: КузНИУИ, 1979.-80с.

66. Инструкция по безопасному применению нетиповых систем разработки в сложных горно-геологических условиях Кузнецкого бассейна. КузНИУИ, ВостНИИ, Прокопьевск, 1975. 112 с.

67. Мельник В.В., Хрисанов П.Е. Эффективность формирования твердеющей закладки из отходов промышленных производств при подземной угледобыче М.:МГГУ//Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал), 2010, №3-С.32-38.

68. Мельник В.В., Хрисанов П.Е. Использование шахтных пород и отходов углеобогащения в качестве закладочного материала при подземной угледобыче. М.:МГГУ//Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал), 2010, №5-С.282-287.

69. Мельник В.В., Кайдо И.И., Хрисанов П.Е. Оценка прочности целиков при камерно-столбовой системе разработки. Депонированная рукопись (746/0310 от 23.12.09г.) М.:МГГУ//Горный информационно-аналитический бюллетень (научно технический журнал), 2010, №3-7С.

70. Савич О. И. Разработка технологии подготовки гипсосодержащихвяжущих и формирования на их основе закладочных массивов. Автореф. дис. . канд. техн. наук. М: МГГУ, 2002. -21 с.

71. Тишков М. В. Технологические решения по утилизации резинокордовых отходов при закладке очистного пространства на кимберлитовых рудниках. Автореф. дис. . канд. техн. наук. М: МГГУ, 2007. -20 с.

72. Арутюнян Б. А. Разработка технологий закладочных работ в камерах при использовании вяжущего на гипсовой основе. Автореф. дис. . канд. техн. наук. М: МГИ, 1991.-12 с.

73. Временная инструкция и технологические схемы очистной выемки угля на пластах крутого падения гидрошахт Кузбасса. Новокузнецк, 1973. -31с.

74. Лукьянов И. Ф. Совершенствование систем разработки мощных пластов Кузбасса с закладкой выработанного пространства. М.: Госгортсхиздат, 1962.-98 с.

75. Параметры систем разработки с гидромониторной выемкой и закладкой выработанного пространства на гидрошахте «Красногорская». Отчет, ВНИИГидроуголь, Новокузнецк, 1973. 115 с.

76. Сенкус В.В. Экспериментальные технологические схемы разработки крутых угольных пластов с закладкой. — Прокопьевск:

77. Прокопьевскгидроуголь, 1986. 43 с.

78. А. с. 1810526, МКИ Е 21 С 27/00. Механизированный комплекс для разработки крутых и крутонаклонных угольных пластов/В. А. Сухорукое, В. П. Фрянов, И. И. Барсуков (СССР). №4846391/03; Заявлено 04.07.90; Опубл. 23.04.93, Бюл. №15.

79. А. с. 1642011. СССР, МКИ. Е 21 С 41/11. Способ разработки крутых угольных пластов/И. И. Барсуков, М. Н. Чинчеков, В. А. Сухоруков и A.II. Филонова (СССР). №4672520; Заявлено 31.03.89; Опубл. 15.04.91, Бюл.№14.

80. А. с. 1409759. СССР, МКИ. Е 21 Д 23/00. Механизированная крепь для послойной выемки крутых пластов с закладкой/Н. И. Яковлев, В.А.Сухорукой и др. №4074671. -Заявлено 29.04.86; опубл. 15.07.87, Бюл. №26.