Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Обоснование параметров технологии проведения и поддержания камер и сопряжений горных выработок угольных шахт

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

Автореферат диссертации по теме "Обоснование параметров технологии проведения и поддержания камер и сопряжений горных выработок угольных шахт"

На правах рукописи

Васильев Павел Валентинович

ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ТЕХНОЛОГИИ ПРОВЕДЕНИЯ И ПОДДЕРЖАНИЯ КАМЕР И СОПРЯЖЕНИЙ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК УГОЛЬНЫХ ШАХТ

Специальность 25.00.22 — Геотехнология (подземная, открытая и строительная

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2014

005549449

Работа выполнена в ФГАОУ ВПО Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС» на кафедре «Подземная разработка пластовых месторождений».

Научный руководитель:

Мельник Владимир Васильевич, доктор технических наук, профессор.

Официальные оппоненты:

Казанин Олег Иванович, доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»/декан горного факультета, профессор, г. Санкт-Петербург;

Коновалов Олег Валентинович, кандидат технических наук, профессор ФГБОУ ВПО «Тульский государственный университет»/кафедра «Геотехнологий и строительства подземных сооружений», доцент, Тула.

Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Институт угля» Сибирского отделения Российской академии наук, г. Кемерово.

Защита диссертации состоится «30» июня 2014 г. в II00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.271.04 при Тульском государственном университете по адресу: 300012, г. Тула, просп. Ленина, д. 90, ауд. 220, 6-й уч. корпус.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тульского государственного университета.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, подписанные и заверенные печатью организации, просим высылать по адресу: 300012, г. Тула, просп. Ленина, 92, Ученый совет ТулГУ, факс: (4872) 35-81-81.

Автореферат разослан « 2014 г.

Копылов Андрей Борисович.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В связи с интенсификацией технологических процессов на угольных шахтах, ростом нагрузок на очистные забои и темпов подвигания очистных и подготовительных забоев на угольных шахтах для обеспечения комфортных и безопасных условий труда возникла необходимость увеличения площади поперечного сечения горных выработок и расширения их функций. Наиболее распространёнными широкопролетными выработками на угольных шахтах являются монтажные и демонтажные камеры, сопряжения и пересечения горных выработок, камеры водоотлива, дизеле-возные депо, камеры перегруза горной массы в конвейерных выработках и др.

Технологии проведения, методики расчёта параметров крепи подготовительных и выемочных выработок, способы и средства их крепления разработаны ведущими отечественными и зарубежными учеными и практиками горного производства. На основе результатов этих исследований созданы и широко используются на шахтах России и за рубежом методические рекомендации, типовые паспорта проведения и крепления.

Попытки применить разработанные нормативные документы и технологии проведения и поддержания камер и сопряжений горных выработок пока не привели к положительным результатам. Это обусловлено тем, что темпы проведения выработок из-за необходимости управления повышенным горным давлением снижаются в 3-5 раз, для обеспечения устойчивости пород применяются сложные конструкции крепи разных типов, снижается эксплуатационная надёжность, что приводит к повышению стоимости и сложности проведения и поддержания широкопролётных выработок.

Под повышенным горным давлением понимают не только высокий коэффициент концентрации вертикальных напряжений, но и отклонение на отдельных участках шахтного поля горизонтальных сил от боковых гравитационных.

Так как широкопролетные выработки, в том числе камеры, являются сложными инженерными сооружениями, то целесообразно использовать теоретические основы создания равнопрочной подсистемы, включающей элементы системы «технология проведения широкопролетных выработок и их сопряжений —> крепь —» горный массив», далее по тексту сокращённо - подсистема «технология—> крепь—теомассив».

Следовательно, актуальными являются исследования, необходимые для обоснования параметров технологий проведения и поддержания камер и сопряжений горных выработок, обеспечения их эксплуатационной надёжности при интенсивной отработке угольных пластов высокопроизводительными комплексно-механизированными забоями в условиях повышенного горного давления.

В этой связи актуальной научно-практической задачей является обос-

нование параметров технологии проведения и поддержания широкопролетных выработок с управлением повышенным горным давлением в выемочном участке посредством совершенствования способов и схем их проведения, создания и внедрения методики расчёта параметров равнопрочной подсистемы «технология—»крепь—»геомассив».

Целью работы является уточнение закономерностей распределения напряжений, деформаций и смещений пород в окрестности широкопролётных выработок с учётом влияния повышенного горного давления для обоснования параметров технологии проведения и повышения эксплуатационной надёжности камер и сопряжений горных выработок, обеспечивающих эффективную отработку угольных пластов.

Идея работы состоит в повышении эксплуатационной надёжности камер и сопряжений горных выработок посредством использования критерия равнопрочное™ подсистемы «технология—»крепь—»геомассив» и выявленных закономерностей взаимодействия технологии проведения и крепи выработок с углепородным массивом в условиях повышенного горного давления.

Научные положения, выносимые на защиту

1. Адаптивность технологии проведения и крепления широкопролётных выработок к горно-геологическим условиям углепородного массива обеспечивается соответствием альтернативных вариантов технологии типопредста-вительным технологическим схемам, работоспособное состояние которых поэтапно оценивается и совершенствуется на практике в пределах требований действующих нормативных'документов.

2. Интенсивность проведения, эффективность крепления и эксплуатационная надёжность монтажных и демонтажных камер и сопряжений горных выработок повышается при использовании в качестве постоянной крепи в расширяемой части камер секций очистной механизированной крепи и выемки угольного пласта в пределах выработки по камерно-столбовой системе разработки.

3. Реализация выявленной закономерности асимметричного относительно оси одиночной выработки распределения смещений и напряжений в зонах повышенного горного давления и использование зависимости коэффициента концентрации вертикальных напряжений от её ширины обусловливают выбор оптимальной ассиметричной схемы многоуровневой установки анкеров в кровле и боках выработки.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- развиты теоретические основы равнопрочности подсистемы «технология—»крепь—»геомассив», отличающиеся технологией армирования анкерами пород, обеспечивающей перенос области запредельного их деформирования (на диаграмме «напряжения-деформация») в допредельную область с ограничениями по величинам предельных относительных деформаций на границе свода естественного равновесия;

- обоснованы адаптивные к условиям повышенного горного давления

технологии проведения и крепления широкопролётных выработок, отличающиеся использованием в качестве постоянной крепи в монтажных и демон-тажных камерах секций очистной механизированной крепи и выемкой угольного пласта в пределах выработки по камерно-столбовой системе разработки;

- предложен алгоритм развития технологии проведения и поддержания подземных горных выработок, отличающийся критерием соответствия альтернативных вариантов технологии типопредставительным технологическим схемам, работоспособное состояние которых поэтапно оценивается и совершенствуется на практике в пределах требований действующих нормативных ' документов;

- выявлена закономерность асимметричного относительно оси выработки распределения смещений и напряжений в зонах повышенного горного давления и обоснована зависимость коэффициента концентрации вертикальных напряжений от ширины выработки;

- разработана методика прогнозирования параметров технологии проведения и эксплуатационной надёжности камер и сопряжений горных выработок в условиях повышенного горного давления, отличающаяся настройкой алгоритма расчёта по результатам натурных измерений и численного моделирования в выработках-аналогах параметров свода естественного равновесия, коэффициента концентрации напряжений, предельных относительных деформаций пород.

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

- представительным объёмом шахтных исследований взаимодействия элементов крепи и вмещающих камеры и сопряжения выработок пород на шахтах Восточного и Южного Кузбасса: 9 шахт СУЭК, 125 экспертных заключений паспортов проведения и крепления широкопролетных выработок;

- результатами математического моделирования численным методом конечных элементов геомеханических процессов при взаимодействии углепо-родного массива и горных выработок шириной 5-16 м;

- результатами массовых натурных исследований для обоснования типо-представительных технологических схем проведения пилотной выработки и расширения монтажных камер до проектного сечения, формирования демон-тажных камер с использованием в качестве несущей опоры секций механизированной крепи: в течение последних 5 лет исследования проведены в 12 широкопролетных выработках;

- внедрением методики прогнозирования параметров равнопрочной подсистемы «технология—»крепь—>-геомассив» при разработке проектов и паспортов проведении и крепления камер и сопряжений горных выработок в условиях повышенного горного давления в углепородном массиве.

Научное значение работы состоит в выявлении закономерностей взаимодействия элементов равнопрочной подсистемы «технология —» крепь —► геомассив» в условиях неравномерного повышенного горного давления, что

является теоретической основой для совершенствования безопасной и эффективной технологии проведения и повышения эксплуатационной надёжности камер и сопряжений горных выработок.

Практическое значение заключается в возможности вскрытия, подготовки и отработки шахтных полей посредством выбора технологии проведения и поддержания горных выработок с оптимальной планировкой в выемочных полях монтажных и демонтажных камер и сопряжений горных выработок.

Реализация научных результатов. Результаты исследований использованы при разработке проектной документации: «Технологические схемы монтажа и демонтажа механизированного комплекса MKT ОАО «Междуре-ченская угольная компания-96», «Корректировка «Проекта отработки пласта 70 шахты «Таддинская-Западная-2» ОАО ИК «Соколовская» в новых лицензионных границах», «Продление консервации участка «Сычевский» шахты «Полысаевская» ОАО «СУЭК-Кузбасс», «Проект крепи усиления сопряжений очистного забоя 52-07 с вентиляционным и конвейерным штреком пласта 52 «Шахты №7» Шахтоуправления «Котинское» ОАО «СУЭК-Кузбасс». Обоснованы и внедрены параметры проведения и крепления широкопролетных выработок на шахтах «Талдинская-Западная-2», «Полысаевская», шахте №7 и др. в Кузбассе.

Результаты исследований включены в следующие нормативные и методические документы:«Методика расчёта и выбора параметров крепи на сопряжениях горных выработок при одинарной и парной подготовке выемочных столбов» (СПб: ВНИМИ, 2004. — 84с.); «Методическое руководство по выбору геомеханических параметров технологии разработки угольных пластов короткими забоями» (СПб, 2003. - 55с. (М-во энергетики РФ. РАН. ФГУП «Гос. НИИ горн, геомех. и маркшейд. дела - МНЦ «ВНИМИ»); «Методическое руководство по применению анкерной крепи на шахтах ЗАО «УК «Южкузбассуголь» (Новокузнецк: ЗАО «УК «Южкузбассуголь», 2002.- 47с.).

Апробация работы. Основные научные результаты и практические выводы диссертации докладывались и получили одобрение на Международной научно-практической конференции «Наукоемкие технологии разработки и использования минеральных ресурсов» («Уголь России и Майнинг», Новокузнецк, 2006-2012 гг.), научном симпозиуме, проводимом в Московском государственном горном институте в рамках «Недели горняка» (Москва, 2013г.), технических советах ЗАО «Распадская угольная компания», ОАО «ОУК «Южкузбассуголь», ОАО «СУЭК-Кузбасс» и др.

Публикации. По теме диссертации автором опубликовано 14 научных работ, в том числе 2 - в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ, и 2 патента на полезную модель.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения, содержит 151 страницу основного текста, в том числе список литературы из 114 наименований, 3 таблицы и 41 рисунок, 3 прило-

жения.

Автор выражает благодарность докторам технических наук, профессорам Ю.Н. Кузнецову и В.В. Мельнику за ценные методические рекомендации и практические советы при подготовке диссертации.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В связи с интенсификацией технологических процессов на угольных шахтах, ростом нагрузок на очистные забои и темпов подвигания подготовительных забоев на угольных шахтах для создания комфортных и безопасных условий труда существует актуальная технологическая задача проведения широкопролётных выработок, в том числе камер и сопряжений. Для оценки эффективности технологий проведения и обеспечения устойчивости камер и сопряжений выработок проведён анализ результатов научных исследований и производственного опыта строительства, поддержания и охраны монтажных и демонтажных камер, широкопролётных сопряжений горных выработок.

Решению научно-практической задачи совершенствования технологии проведения и поддержания широкопролётных выработок посвятили свои работы В.Е. Ануфриев, К.А. Ардашев, A.B. Борисов, Н.С. Булычёв, В.Ф. Дёмин, П.В. Егоров, Ю.З. Заславский, С.И. Калинин, В.Н. Каретников, Ю.Н. Кузнецов, В.А. Лидер, В.В. Мельник, А.Г. Протосеня, В.Н. Рева, М.А. Розен-баум.А.М. Рыжов, C.B. Синяускас, ИЛ. Черняк, А.П.Широков и др.

Несмотря на существенные достижения горной науки и практики, при строительстве выработок шириной более 8 м применяются традиционные способы и средства проведения и поддержания, включающие следующие процессы и операции: проходка узкой пилотной выработки с установкой анкерной крепи первого уровня, расширение выработки, как правило, обратным ходом с усилением крепи анкерами глубокого заложения или промежуточными стойками. При такой технологии горные работы сконцентрированы на одном из участков выработки, что исключает возможность разделение во времени и пространстве основных процессов и операций и приводит к низким темпам проведения (около 20-30 м/мес.), снижению эксплуатационной надёжности, повышению вероятности обрушения пород кровли, особенно в расширяемой части выработок и на сопряжениях камер и выемочных выработок.

В соответствии с актуальностью, целью и идеей диссертации поставлены и решены следующие задачи.

1. Обосновать концепцию и принципы создания равнопрочной системы «технология—»крепь—>геомассив».

2. Обосновать варианты технологических схем проведения, формирования и поддержания камер и сопряжений выработок с учётом их эксплуатационной надёжности, адаптивные к условиям интенсивной отработки угольных

пластов.

3. Адаптировать к условиям шахт Кузбасса технологии проведения и обеспечения эксплуатационной надёжности монтажных и демонтажных камер и уточнить закономерности взаимодействия широкопролётных выработок и углепородного массива с учётом влияния повышенного горного давления.

4. Разработать методику прогнозирования параметров и эксплуатационной надёжности равнопрочной подсистемы «технология —» крепь —> геомассив» при проведении и эксплуатации сопряжений горных выработок в условиях повышенного горного давления.

Анализ производственного опыта и направлений научных исследований по совершенствованию технологии проведения и поддержания широкопролётных выработок показал, что для повышения эффективности и уровня промышленной безопасности нужны новые научно-методические подходы оценки устойчивости выработок и повышения их эксплуатационной надёжности. Для этого развиты теоретические основы равнопрочности подсистемы «технология—»крепь—»геомассив», сущность которой состоит в разработке и реализации технологии армирования анкерами пород, обеспечивающей перенос области запредельного их деформирования (на диаграмме «напряжения-деформация») в допредельную область. В качестве критерия перехода пород из упругого в предельное состояние приняты по результатам натурных измерений в выработках-аналогах границы свода естественного равновесия, предельные относительные деформации и предельная остаточная прочность пород.

Обоснованы концепция и принципы создания равнопрочной подсистемы «технология—»крепь—»геомассив». Концепция базируется на научной идее использования комплексного критерия устойчив оста пород в допредельной зоне деформирования и единого алгоритма оптимизации параметров элементов равнопрочной подсистемы «технология—>крепь-»геомассив». Основные принципы реализации концепции следующие:

- «технология—»крепь—»геомассив» рассматриваются как взаимодействующие элементы единой технологической схемы проведения и поддержания выработок;

- интегральным (комплексным) критерием эффективности подсистемы являются следующие локальные критерии: минимум трудовых и материальных затрат, обеспечение комфортных условий труда, обеспечение эксплуатационной надёжности при строительстве и эксплуатации выработок;

- равнопрочность элементов подсистемы достигается оптимизацией параметров технологии проведения и поддержания выработок по максимальному критерию адаптации к конкретным горно-геологическим и экономическим условиям, требованиям их эксплуатационной надёжности;

- совершенствование технологических схем проведения и поддержания выработок осуществляется с использованием типопредставительных ситуа-

ций.

Сущность метода поэтапного совершенствования технологической схемы проведения и поддержания камер и сопряжений выработок состоит в следующем: формирование данных и разработка модельных траекторий управляемого объекта; конструирование и реализация технологической схемы проведения и поддержания выработок; сравнение результатов функционирования технологической схемы с показателями технологической схемы, которая в виде типопредставительной ситуации хранится в базе знаний; при неудовлетворительных показателях реализации фактической технологической схемы проведения и поддержания горных выработок осуществляются её корректировка и пополнение банка знаний типопредставительных ситуаций.

Вводится понятие типопредставительных технологических схем (ТПС), которые включают сочетание типопредставительных ситуаций, эффективность которых подтверждена результатами научных исследований и производственным опытом.

По результатам оценки эффективности технологических схем проведения горных выработок обоснованы адаптивные к условиям интенсивной отработки угольных пластов типопредставительные ситуации, варианты и направления совершенствования технологических схем проведения, формирования и поддержания широких выработок и их сопряжений, в том числе монтажных и демонтажных камер и их сопряжений, выявлены достоинства и недостатки, разработаны технологические решения по совершенствованию технологий. Отличие ТПС от типовых состоит в том, что ТПС постоянно развиваются в соответствии с достигнутой эффективностью её элементов.

Для шахт Кузбасса рекомендуются следующие варианты технологических схем проведения монтажных камер (рисунок 1).

На практике применяются различные подварианты технологических схем, отличающиеся схемой транспорта горной массы и материалов, способами и средствами крепления, количеством выемочных машин и пр.

Основной проблемой при проведении камер по указанным схемам является необходимость обеспечения устойчивости пород кровли и боков широкой камеры в процессе и после её расширения и эксплуатации. Для этого применяется множество вариантов и сочетаний рамной и органной крепи, анкеров первого и второго уровней, в том числе канатных, технологии упрочнения пород химическими составами и цементацией и др. Наиболее опасными участками камеры являются сопряжения передовой выработки и присе-каемого бока камеры, зоны дизъюнктивных нарушений, где возможны обрушения пород кровли при перераспределении горного давления и увеличении площади обнажений пород. По результатам шахтных наблюдений установлено, что основными признаками и критериями перехода элементов крепи и пород в опасное состояние являются следующие: разрывы и вырывание анкеров; скручивание, прогибы верхняков свыше 100 мм; разрывы затяжки с вывалами пород и «обыгрыванием» анкеров; смятие демпфирующих подат-

ливых элементов; превышение предельных усилий натяжений анкеров; расслоения и образование в породах кровли трещин до 50 мм между анкерами и вышележащими породными слоями.

Конвейерный щгрек у

Рисунок 1 - Варианты схем проведения монтажных камер с использованием элементов камерно-столбовой системы разработки с расширением камеры: а - обратным ходом проходческим комбайном с боковой присечкой; б, в - обратным ходом проходческим комбайном с торцевой выемкой соответственно по падению и восстанию пласта; г -полосами при помощи

очистного комбайна

Наиболее прогрессивными являются сочетания способов армирования пород анкерами или упрочнения химическими составами пород с механизированными крепями очистного забоя, в том числе с использованием пилотных секций. Это достигается совмещением операций проведения камеры, расширением её с помощью очистного комбайна, армированием кровли анкерами, применением пилотных секций механизированной крепи и технологии монтажа секций крепи с целью поддержания кровли. Однако утверждённые в установленном порядке методики расчёта параметров крепи монтажных и демонтажных камер отсутствуют. С целью установления зависимостей параметров крепи камер от основных горно-геологических и горнотехнических условий, необходимых для разработки новой методики, проведены исследования геомеханических процессов численным методом конечных элементов по компьютерным программам и выявлены следующие закономерности:

- точка с максимальными оседаниями пород кровли при расширении камеры и креплении пород по традиционной технологии, то есть только анкерами или рамной крепью, расположена над вынимаемой заходкой, а при одновременном монтаже секций механизированной крепи между крепью и краевыми частями пласта формируется зона сдвижения, в которой максимальные оседания в 3-5 раз меньше по сравнению с вариантом без секций

механизированной крепи;

- при проведении демонтажных работ роль анкеров состоит в армировании пород кровли и предотвращении её расслоения и разрушения, а основное давление армированной плиты воспринимается секциями механизированной крепи и краевой частью угольного пласта;

- при горизонтальных напряжениях, превышающих вертикальные, устойчивость выработок выше при расположении их продольной оси параллельно вектору максимального горизонтального напряжения Dir с отклонениями ±30° в зависимости от интенсивности горизонтальных напряжений и прочности угля. При угле, близком к 90°, горизонтальные смещения боков выработок увеличиваются пропорционально отношению □ irAyH, где Х- коэффициент бокового давления в гравитационном поле напряжений, у- плотность пород, Н - глубина залегания пласта. Соответственно предлагается выемочные выработки систем разработки длинными столбами располагать вдоль оси максимальных главных горизонтальных напряжений. В этом случае необходимо увеличивать плотность и несущую способность крепи боков монтажных камер, рекомендованную Инструкциями ВНИМИ, пропорционально отношению □ ir/V/H. Применять дополнительные мероприятия по усилению плотности и несущей способности краевой части пласта в очистном забое и демонтажной камере не требуется, так как при движении очистного забоя за счёт формирования очистного выработанного пространства происходит разгрузка краевой части пласта.

Адаптирована к условиям шахт Кузбасса и предлагается для применения технологическая схема демонтажа механизированного комплекса в демонтажных камерах с возможными вариантами извлечения секций крепи в одном направлении или в двух одновременно от середины лавы в сторону вентиляционного и конвейерного штреков. При формировании демонтажной камеры проводятся анкерование пород кровли анкерами первого и второго уровней, перетяжка кровли полимерной или стальной сеткой. Для демонтажа в камере используются передвижные пилотные секции. Демонтаж осуществляется с помощью крана-тягача или монорельсового транспорта. После извлечения секций возводится костровая крепь.

Проведена технико-экономическая оценка вариантов проведения камер. Установлено, что вариант с расширением камеры с помощью проходческого комбайна с одновременным монтажом секций механизированной крепи и использованием их в качестве постоянной крепи является экономически эффективным по материальным затратам, но менее эффективным по времени подготовки запасов к выемке при расширении камеры очистным комбайном, когда время монтажа сокращается на 30 %,

С целью выбора адаптивных к условиям повышенного горного давления технологий проведения и крепления широких выработок проведено математическое моделирование различных вариантов расположения монтажных и демонтажных камер, диагональных печей, сопряжений горных выработок и

обоснованы направления совершенствования технологических схем проведения и поддержания этих выработок.

По результатам вычислительного эксперимента выявлены следующие основные закономерности и зависимости распределения напряжений, деформаций и смещений пород в окрестности широкопролётных выработок с учётом влияния повышенного горного давления:

- при горизонтальных напряжениях, превышающих вертикальные, форма изолиний асимметричная относительно оси одиночной выработки, что связано с направлением вектора горизонтальных сил;

- установлена эмпиричекая зависимость Кгр=1+0,1В, где Кгр -максимальный коэффициент концентрации вертикальных напряжений в боку выработки, В - ширина выработки, м;

- подтверждён рост коэффициента концентрации вертикальных напряжений с увеличением ширины выработки (рисунок 2);

- при увеличении коэффициента бокового давления горизонтальные напряжения в боках выработки увеличиваются почти пропорционально этому коэффициенту;

- по результатам численного моделирования предложена формула расчёта отношения величин смещений пород кровли при разной ширине выработки (рисунок 3) Кш=(а1+а2В)(В-1), где В - ширина выработки, м; Кш-

отношение смещений пород кровли в выработке шириной В от смещений кровли в выработке шириной 5 м; а2 — эмпирические коэффициенты, а1=0,28; а2=-0,006.

Рисунок 2 - Графики изменения коэффициентов концентрации вертикальных напряжений в боку выработки шириной 5 и 12 м

При формировании демонтажной камеры максимальные значения коэффициента концентрации вертикальных напряжений возникают в угольном целике между камерой и очистным забоем и зависят от величины коэффициента бокового давления (рисунок 4). Коэффициент концентрации вертикальных напряжений в угольном целике увеличивается почти пропорционально

коэффициенту бокового горного давления.

Разработана методика прогнозирования параметров равнопрочной сложной системы «технология —> крепь —> геомассив» в условиях повышенного горного давления. ___

Расстояние от оси демонтажной камеры,м

Рисунок 4 -Изолинии изменения коэффициента концентрации вертикальных

напряжений в гравитационном (сплошные линии, коэффициент бокового давления Л=0,44) и геотектоническом поле напряжений (пунктирные линии, коэффициент бокового давления Х=1,07); ширина камеры 5 м, ширина целика 5,5 м, мощность пласта 2,5 м; Рг - горизонтальные геотектонические силы

Ширина выработки В, м

*-мкэ

НЗНИМИ

- 'Расчет по формуле

Рисунок 3 - Графики влияния ширины выработки В на отношение с

пород кровли ЬСШ

Разработанная методика внедрена на угольных шахтах Кузбасса и в проектных организациях, в том числе при разработке проектной документации «Технологические схемы монтажа и демонтажа механизированного комплекса MKT ОАО «Междуреченская угольная компания-96», «Корректировка «Проекта отработки пласта 70 шахты «Талдинская-Западная-2» ОАО «ИК «Соколовская» в новых лицензионных границах», «Продление консервации участка «Сычевский» шахты «Полысаевская» ОАО «СУЭК-Кузбасс», «Проект крепи усиления сопряжений очистного забоя 52-07 с вентиляционным и конвейерным штреком пласта 52 «Шахты №7» Шахтоуправления «Котин-ское» ОАО «СУЭК-Кузбасс».

Обоснованы и внедрены параметры проведения и крепления широких выработок шахты «Талдинская-Западная-2», шахты «Полысаевская», шахты №7 в Кузбассе.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате экспериментальных и теоретических исследований уточнены закономерности распределения напряжений, деформаций и смещений пород в окрестности широкопролётных выработок с учётом влияния повышенного горного давления, что позволило обосновать параметры технологии проведения и повышения эксплуатационной надёжности камер и сопряжений горных выработок и обеспечить эффективную и безопасную отработку угольных пластов.

Основные выводы и рекомендации работы заключаются в следующем.

1. Разработана технология обеспечения равнопрочности системы «технология—»крепь—» геомассив» посредством искусственного упрочнения пород для переноса области их запредельного деформирования на диаграмме «напряжения - деформация» в упругую область с ограничениями по величинам относительных деформаций на границе свода естественного равновесия.

2. Обоснованы параметры и область применения адаптивных к широкому диапазону горно-геологических и горнотехнических условий типопредстави-тельных технологических схем проведения и крепления широкопролётных выработок. Эффективность схем проверена на практике и регламентируется действующими нормативными документами или типовыми паспортами.

3. Доказано, что эффективным видом крепи монтажных и демонтажных камер, обеспечивающим их устойчивость при проведении монтажно-демонтажных работ, являются секции очистной механизированной крепи, в том числе в виде пилотных секций, устанавливаемых в наиболее опасной зоне производства работ.

4. Выявлены следующие основные закономерности и зависимости распределения напряжений, деформаций и смещений пород в окрестности широкопролётных выработок с учётом влияния повышенного горного давления: форма изолиний асимметричная относительно оси выработки, что связано с

превышением горизонтальных сил горного давления по сравнению с вертикальными.

5. При формировании демонтажной камеры максимальные значения коэффициента концентрации вертикальных напряжений выявлены в угольном целике между камерой и очистным забоем и зависят от величины коэффициента бокового давления. Коэффициент концентрации вертикальных напряжений в угольном целике увеличивается почти пропорционально коэффициенту бокового давления в природном поле напряжений.

6. Разработана методика прогнозирования параметров равнопрочной сложной системы «технология—»крепь—»геомассив» при разработке паспортов проведении и крепления широких горных выработок и их сопряжений в зонах повышенного горного давления. Достоверность прогноза проектных параметров выработки обеспечивается при использовании результатов натурных измерений в выработках-аналогах, необходимых для определения высоты свода естественного равновесия по предельным относительным деформациям пород.

7. Результаты исследований использованы при создании и реализации методик выбора технологии и технических средств повышения устойчивости и эксплуатационной надёжности сопряжений горных выработок, расчете параметров сталеполимерной анкерной крепи с использованием программного обеспечения в диалоговом режиме.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах.

Статьи в периодических изданиях, рекомендованных ВАК

1. Цветков А.Б., Васильев П.В., Петрова O.A. Синтез краевой задачи теории упругости и статического давления для математического моделирования напряженно-деформированного состояния в угольном пласте и вмещающих породах при действии гравитации//Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2012. - К» 12. Препринт.

2. Васильев П.В., Фрянова О.В. Алгоритм взаимодействия геологических, сейсмических и техногенных рисков в угледобывающих регионах// Вестник научного центра по безопасности работ в угольной промышленности. — Кемерово, 2011. - №1. -С. 5-11.

Статьи, опубликованные в научных сборниках и материалах конференций

3. Васильев П.В., Волошин В.А., Чубриков A.B. Методика разработки технологии и технических средств повышения устойчивости сопряжений горных выработок// Нетрадиционные и интенсивные технологии разработки месторождений полезных ископаемых: Труды Ш Международной конференции/ СибГИУ. - Новокузнецк, 1998. -С. 78-79.

4. Васильев П.В., Волошин В.А., Франк С.Р., Фрянов В.Н. Совершенствование методики расчета сталеполимерной анкерной крепи // Энергетическая безопасность России. Новые подходы к развитию угольной промышленности. Труды Международной научно-практической конференции. - Кемерово: ИУУ СО РАН, КузГТУ, ЗАО «Экспо-Сибирь», 1999.- С.124-125.

5. Васильев П.В. Программное обеспечение расчета параметров анкерной крепи в диалоговом режиме// Нетрадиционные и интенсивные технологии разработки ме-

сторождений полезных ископаемых: труды IV международной конференции/СибГИУ. -Новокузнецк, 1999. - С.104-106.

6. Франк С.Р., Васильев П.В. Применение анкерной крепи в сложных горногеологических и горнотехнических условиях// Нетрадиционные и интенсивные технологии разработки месторождений полезных ископаемых: труды V Международной конференции/СибГИУ. - Новокузнецк, 2000. - С.93-94.

7. Васильев П.В.. Павлова Л.Д. Совершенствование методики расчета параметров крепей сопряжений горных выработок// Нетрадиционные и интенсивные технологии разработки месторождений полезных ископаемых: труды V Международной конференции/СибГИУ. - Новокузнецк, 2000. - С.205-206.

8. Васильев П.В., Волошин В.А., Франк С.Р. Разработка и внедрение канатных анкеров с химическим закреплением в шпурах на шахтах ОАО «ОУК «Южкузбасс-уголь»// Нетрадиционные и интенсивные технологии разработки месторождений полезных ископаемых: труды VIH Международной конференции/СибГИУ. — Новокузнецк, 2003. - С. 127-129.

9. Васильев П.В., Губин К.И., Петров A.A. Алгоритм определения параметров ползучести горных пород по результатам измерений смещений глубинных реперов в подземных выработках// Нетрадиционные и интенсивные технологии разработки месторождений полезных ископаемых: сб. науч. статей. Вып. 1 / Сиб гос. индустр. ун-т; под общей ред. В.Н. Фрянова. - Новокузнецк, 2008. - С.105-116.

10. Фрянов В.Н., Васильев ELB., Фрянова О.В., Петрова О.А.Модель формирования напряжений, деформаций и повреждений в углепородном массиве при интеграции гравитационного и геотектонического полей напряжений// Материали за VIII международна научна практична конференция «Новината за напреднали наука -2012». Том 26. Технологии. - София: «БелГрад-БГ» ООД, 2012. - С. 9-19.

11. Фрянов В.Н., Васильев П.В., Фрянова О.В., ПетроваО.А.Оцепка условий формирования газогидратов метана в угольных пластах шахт/ //Materialy VII mezi-narodni vedecko-praktickaconference «Prednivedeckenovinky — 2011». Dil 9. Technicke vedy. Matematika. Modemi informacni technologie: Praha: Publishing House "Education and Science" s.r.o. — P. 38-46.

12. Ермаков А.Ю., Васильев П.В.Создание единой системы контроля состояния горных выработок в рамках ОАО «СУЭК-Кузбасс» - реальный путь повышения рентабельности угледобывающих предприятий// Перспектива развития Прокопьевско-Киселевского угольного района как составная часть комплексного инновационного плана моногородов: сборник трудов Ш Международной научно-практической конференции. — Прокопьевск: Изд-во филиала ГУ КузГТУ в г. Прокопьевске, 2011.- С. 6669.

Патенты и авторские свидетельства

13. Пат. РФ №30391, зарегистрирован 27.06 Сталеполимерный анкер С.Р. Ногих,

B.А. Кузьминич, A.B. Ивашкевич, С.Р. Франк, П.В. Васильев, В.А. Волошин; зарегистрирован в Государственном реестре полезных моделей РФ 27.07.2003г.

14. Пат. РФ №27330, зарегистрирован 27.06 Анкер канатный сталеполимерный /

C.Р. Ногих, В.А. Кузьминич, A.B. Ивашкевич, С.Р. Франк, П.В. Васильев, В.А. Волошин; зарегистрирован в Государственном реестре полезных моделей РФ 20.01.2003г.

ИздлицЛР № 020300 от 12.02.97. Подписано в печать 28.04.2014 Формат бумаги 60x84 '/,6. Бумага офсетная.

Усл.печ. л. 1,4 Уч.изд. л. 1,2 Тираж 100 экз. Заказ 111 Тульский государственный университет.

300012, г. Тула, проспЛенина, 92.

Отпечатано в Издательстве ТулГУ.

300012, г. Тула, просп.Ленина, 95.

Текст научной работыДиссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Васильев, Павел Валентинович, Москва

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»

На правах рукописи

04201459232

Васильев Павел Валентинович

ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ТЕХНОЛОГИИ ПРОВЕДЕНИЯ И ПОДДЕРЖАНИЯ КАМЕР И СОПРЯЖЕНИЙ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК

УГОЛЬНЫХ ШАХТ

Специальности 25.00.22 - Геотехнология (подземная, открытая

и строительная)

Диссертация

на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель д-р техн. наук, профессор Мельник Владимир Васильевич

Москва 2014

СОДЕРЖАНИЕ

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

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ОПЫТА И НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИХ РАЗРАБОТОК ТЕХНОЛОГИИ ПРОВЕДЕНИЯ И ПОДДЕРЖАНИЯ ШИРОКОПРОЛЁТНЫХ ВЫРАБОТОК НА УГОЛЬНЫХ ШАХТАХ............................................................................. 11

1.1 Анализ производственного опыта проведения широкопролётных выработок на угольных шахтах........................................................... 11

1.1.1 Анализ производственного опыта проведения и крепления монтажных камер................................................................................... 12

1.1.2 Анализ производственного опыта формирования н крепления демонтажных камер.......................................................................... 19

1.1.3 Анализ производственного опыта проведения и крепления сопряжений н пересечений горных выработок........................................... 22

1.2 Анализ производственного опыта охраны и поддержания широкопролётных выработок угольных шахт.................................................. 29

Актуальность обоснования параметров технологии проведения и поддержания широкопролётных выработок угольных шахт. Задачи исследований.............................................................................................. 35

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ШИРОКОПРОЛЁТНЫХ ВЫРАБОТОК И УГЛЕПОРОДНОГО МАССИВА С УЧЁТОМ ВЛИЯНИЯ ПОВЫШЕННОГО ГОРНОГО ДАВЛЕНИЯ.................................................................................. 38

2.1 Разработка алгоритма расчёта напряжений и деформаций пород в окрестности широкопролётных выработок угольных шахт с учётом влияния повышенного горного давления.......................................................... 38

2.2 Исследование влияния ширины выработки на геомеханическое состояние углепородного массива при повышенном горном давлении............. 49

2.3 Исследование влияния повышенного горного давления на геомеханические параметры демонтажных камер.............................................. 61

Выводы................................................................................. 65

ГЛАВА 3. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ И ОБОСНОВАНИЕ НАПРАВЛЕНИЙ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ ПРОВЕДЕНИЯ И ПОДДЕРЖАНИЯ МОНТАЖНЫХ И ДЕ-МОНТАЖНЫХ КАМЕР................................................................ 67

3.1 Адаптация технологических схем проведения и поддержания монтажных камер................................................................................. 67

3.1.1 Технология расширения монтажной камеры с помощью проходческого комбайна и одновременным монтажом секций механизированного комплекса.............................................................................................. 69

3.1.2 Технология расширения монтажной камеры с помощью очистного комбайна и одновременным монтаэ/сом секций механизированного комплекса............................................................................................... 71

3.2 Адаптация технологических схем проведения и поддержания де-монтажных камер............................................................................ 75

3.3 Адаптация технологических схем проведения и крепления широкопролётных выработок.................................................................... 79

Выводы................................................................................. 80

ГЛАВА 4. КОНЦЕПЦИЯ И ПРИНЦИПЫ ОБОСНОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ ТЕХНОЛОГИИ ПРОВЕДЕНИЯ И ПОДДЕРЖАНИЯ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК В СТРУКТУРЕ РАВНОПРОЧНОЙ ПОДСИСТЕМЫ «ТЕХНОЛОГИЯ-» КРЕПЬ—»ГЕОМАССИВ»............................... 82

4.1 Выбор направлений исследований по созданию методики расчета и обоснования параметров крепи широкопролётных выработок угольных шахт 82

4.2 Обоснование концепции и принципов обоснования параметров технологии проведения и поддержания горных выработок в структуре равнопрочной подсистемы «Технология—>крепь—>геомассив»........................ 86

Выводы................................................................................... 97

ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОБОСНОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ ТЕХНОЛОГИИ ПРОВЕДЕНИЯ И ПОДДЕРЖАНИЯ КАМЕР И СО- 100

ПРЯЖЕНИЙ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК УГОЛЬНЫХ ШАХТ..................

5.1 Общие положения......................................................................... 100

5.2 Методические основы алгоритма расчета параметров крепей сопряжений горных выработок.................................................................. 102

5.3 Исходные данные для расчета параметров крепей сопряжений

горных выработок........................................................................... 103

5.4 Алгоритм расчета геометрических параметров сопряжений горных выработок...................................................................................... 103

5.4.1 Расчётные схемы и геометрические параметры сопряжений горных выработок.................................................................................... 103

5.4.2 Расчёт длины прилегающих к сопряжению участков выработок, испытывающих повышенное горное давление, и площадей обнажения пород кровли.................................................................................................... 108

5.4.3 Алгоритм расчета давления на крепь сопряжений выработок...... 111

5.4.4 Алгоритм расчета допускаемых нагрузок на крепь сопряжений выработок............................................................................................... 114

5.4.5 Алгоритм расчета эксплуатационных параметров крепей сопряжений................................................................................................ 116

Выводы................................................................................. 124

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.............................................................................. 125

Список литературы.......................................................................... 127

Приложения................................................................................... 139

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. В связи с интенсификацией технологических процессов на угольных шахтах, ростом нагрузок на очистные забои и темпов подвигания очистных и подготовительных забоев на угольных шахтах для обеспечения комфортных и безопасных условий труда возникла необходимость увеличения площади поперечного сечения горных выработок и расширения их функций. Наиболее распространёнными широкопролетными выработками на угольных шахтах являются: монтажные и демонтажные камеры, сопряжения и пересечения горных выработок, камеры водоотлива, дизелевозные депо, камеры перегруза горной массы в конвейерных выработках и др.

Технологии проведения, методики расчёта параметров крепи подготовительных и выемочных выработок, способы и средства их крепления разработаны ведущими отечественными и зарубежными учеными и практиками горного производства. На основе результатов этих исследований созданы и широко используются на шахтах России и за рубежом методические рекомендации, типовые паспорта проведения и крепления.

Попытки применить разработанные нормативные документы и технологии проведения и поддержания камер и сопряжений горных выработок пока не привели к положительным результатам. Это обусловлено тем, что темпы проведения выработок из-за необходимости управления повышенным горным давлением снижаются в 3-5 раз, для обеспечения устойчивости пород применяются сложные конструкции крепи разных типов, снижается эксплуатационная надёжность, что приводит к повышению стоимости и сложности проведения и поддержания широкопролётных выработок.

Под повышенным горным давлением понимают не только высокий коэффициент концентрации вертикальных напряжений, но и отклонение на отдельных участках шахтного поля горизонтальных сил от боковых гравитационных.

Так как широкопролетные выработки, в том числе камеры, являются сложными инженерными сооружениями, то целесообразно использовать теоретические ос-

новы создания равнопрочной подсистемы, включающей элементы системы «технология проведения широкопролетных выработок и их сопряжений —» крепь —> горный массив», далее по тексту сокращённо подсистема «технология—»крепь—»геомассив».

Следовательно, актуальными являются исследования, необходимые для обоснования параметров технологий проведения и поддержания камер и сопряжений горных выработок, обеспечения их эксплуатационной надёжности при интенсивной отработке угольных пластов высокопроизводительными комплексно-механизированными забоями в условиях повышенного горного давления.

В этой связи актуальной научно-практической задачей является обоснование параметров технологии проведения и поддержания широкопролетных выработок с управлением повышенным горным давлением в выемочном участке посредством совершенствования способов и схем их проведения, создания и внедрения методики расчёта параметров равнопрочной подсистемы «технология—» крепь—» геомассив».

Целыо работы является уточнение закономерностей распределения напряжений, деформаций и смещений пород в окрестности широкопролётных выработок с учётом влияния повышенного горного давления для обоснования параметров технологии проведения и повышения эксплуатационной надёжности камер и сопряжений горных выработок, обеспечивающих эффективную отработку угольных пластов.

Идея работы состоит в повышении эксплуатационной надёжности камер и сопряжений горных выработок посредством использования критерия равнопрочно-сти подсистемы «технология—»крепь—»геомассив» и выявленных закономерностей взаимодействия технологии проведения и крепи выработок с углепородным массивом в условиях повышенного горного давления.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Адаптивность технологии проведения и крепления широкопролётных выработок к горно-геологическим условиям углепородного массива обеспечивается соответствием альтернативных вариантов технологии типопредставительным технологическим схемам, работоспособное состояние которых поэтапно оценивается и со-

вершенствуется на практике в пределах требований действующих нормативных документов.

2. Интенсивность проведения, эффективность крепления и эксплуатационная надёжность монтажных и демонтажных камер и сопряжений горных выработок повышается при использовании в качестве постоянной крепи в расширяемой части камер секций очистной механизированной крепи и выемки угольного пласта в пределах выработки по камерно-столбовой системе разработки.

3. Реализация выявленной закономерности асимметричного относительно оси одиночной выработки распределения смещений и напряжений в зонах повышенного горного давления и использование зависимости коэффициента концентрации вертикальных напряжений от её ширины, обусловливает выбор оптимальной ассиметричной схемы многоуровневой установки анкеров в кровле и боках выработки.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- развиты теоретические основы равнопрочности подсистемы «технология—»крепь—»геомассив», отличающиеся технологией армирования анкерами пород, обеспечивающей перенос области запредельного их деформирования (на диаграмме «напряжения-деформация») в допредельную область с ограничениями по величинам предельных относительных деформаций на границе свода естественного равновесия;

- обоснованы адаптивные к условиям повышенного горного давления технологии проведения и крепления широкопролётных выработок, отличающиеся использованием в качестве постоянной крепи в монтажных и демонтажных камерах секций очистной механизированной крепи и выемкой угольного пласта в пределах выработки по камерно-столбовой системе разработки;

- предложен алгоритм развития технологии проведения и поддержания подземных горных выработок, отличающийся критерием соответствия альтернативных вариантов технологии типопредставительным технологическим схемам, работоспособное состояние которых поэтапно оценивается и совершенствуется на практике в пределах требований действующих нормативных документов;

- выявлена закономерность асимметричного, относительно оси выработки, распределения смещений и напряжений в зонах повышенного горного давления и обоснована зависимость коэффициента концентрации вертикальных напряжений от ширины выработки;

- разработана методика прогнозирования параметров технологии проведения и эксплуатационной надёжности камер и сопряжений горных выработок в условиях повышенного горного давления, отличающаяся настройкой алгоритма расчёта по результатам натурных измерений и численного моделирования в выработках-аналогах параметров свода естественного равновесия, коэффициента концентрации напряжений, предельных относительных деформаций пород.

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

- представительным объёмом шахтных исследований взаимодействия элементов крепи и вмещающих камеры и сопряжения выработок пород на шахтах восточного и южного Кузбасса: 9 шахт СУЭК, 125 экспертных заключений паспортов проведения и крепления широкопролетных выработок;

- результатами математического моделирования численным методом конечных элементов геомеханических процессов при взаимодействии углепородного массива и горных выработок шириной 5... 16 м;

- результатами массовых натурных исследований для обоснования типо-представительных технологических схем проведения пилотной выработки и расширения монтажных камер до проектного сечения, формирования демонтажных камер с использованием в качестве несущей опоры секций механизированной крепи: в течение последних 5 лет исследования проведены в 12 широкопролетных выработках;

- внедрением методики прогнозирования параметров равнопрочной подсистемы «технология—»крепь—»геомассив» при разработке проектов и паспортов проведении и крепления камер и сопряжений горных выработок в условиях повышенного горного давления в углепородном массиве.

Научное значение работы состоит в выявлении закономерностей взаимодействия элементов равнопрочной подсистемы «технология —» крепь —» геомассив»в

условиях неравномерного повышенного горного давления, что является теоретической основой для совершенствования безопасной и эффективной технологии проведения и повышения эксплуатационной надёжности камер и сопряжений горных выработок.

Практическое значение заключается в возможности вскрытия, подготовки и отработки шахтных полей посредством выбора технологии проведения и поддержания горных выработок с оптимальной планировкой в выемочных полях монтажных и демонтажных камер и сопряжений горных выработок.

Реализация научных результатов. Результаты исследований использованы при разработке проектной документации: «технологические схемы монтажа и демонтажа механизированного комплекса MKT ОАО «Междуреченская угольная ком-пания-96», «Корректировка «Проекта отработки пласта 70 шахты «талдинская-Западная-2» ОАО РЖ «Соколовская» в новых лицензионных границах», «Продление консервации участка «Сычевский» шахты «Полысаевская» ОАО «СУЭК-Кузбасс», «Проект крепи усиления сопряжений очистного забоя 52-07 с вентиляционным и конвейерным штреком пласта 52 «Шахты №7» Шахтоуправления «Котинское» ОАО «СУЭК-Кузбасс». Обоснованы и внедрены параметры проведения и крепления широкопролетных выработок на шахтах «талдинская-Западная-2», «Полысаевская», шахта №7 и др. в Кузбассе.

Результаты исследований автора включены в следующие нормативные и методические документы:«Методика расчёта и выбора параметров крепи на сопряжениях горных выработок при одинарной и парной подготовке выемочных столбов».- СПб.: ВНИМИ, 2004. - 84с.; «Методическое руководство по выбору геомеханических параметров технологии разработки угольных пластов короткими забоями». - СПб, 2003. - 55с. (М-во энергетики РФ. РАН. ФГУП «Гос. НИИ горн, геомех. и маркшейд. дела - МНЦ «ВНИМИ»); «Методическое руководство по применению анкерной крепи на шахтах ЗАО УК «Южкузбассуголь». Новокузнецк: ЗАО УК «Южкузбассуголь», 2002,- 47с.

Апробация работы. Основные научные результаты и практические выводы диссертации докладывались и получили одобрение на международных научно-

практических конференциях: «Наукоемкие технологии разработки и использования минеральных ресурсов» («Уголь России и Майнинг», Новокузнецк, 2006-2012гг.), научном симпозиуме, проводимом в Московском государственном горном институте в рамках «Недели горняка» (Москва, 2013г.), технических советах угольных компаний ЗАО «Распадская угольная компания», ОАО «ОУК «Южкузбассуголь», ОАО «СУЭК-Кузбасс» и др.

Публикации. По теме диссертации автором опубликовано 14 научных работ, в том числе 2 в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ и 2 патента на полезную модель.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения, содержит 145 страниц основного текста, в том числе список литературы из 114наименований, Зтаблицы и 41 рисунок, 3 приложения.

Автор выражает благодарность докторам технических наук, профессорам Ю.Н. Кузнецову и В.В. Мельнику за ценны�