Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Обоснование параметров технологии разработки мощных пологих пластов с управляемым выпуском подкровельной угольной толщи

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

Автореферат диссертации по теме "Обоснование параметров технологии разработки мощных пологих пластов с управляемым выпуском подкровельной угольной толщи"

На правах рукописи

ЕРМАКОВ Анатолий Юрьевич

ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ТЕХНОЛОГИИ РАЗРАБОТКИ МОЩНЫХ ПОЛОГИХ ПЛАСТОВ С УПРАВЛЯЕМЫМ ВЫПУСКОМ ПОДКРОВЕЛЬНОЙ УГОЛЬНОЙ ТОЛЩИ

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

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 6 МАЙ 2011

Москва 2011

4847877

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Московский государственный горный университет» на кафедре «Подземная разработка пластовых месторождений».

Научный руководитель доктор технических наук ШУНДУЛИДИ Иван Александрович

Официальные оппоненты: доктор технических наук ДЖИГРИН Анатолий Владимирович

кандидат технических наук КОНОВАЛОВ Олег Валентинович

Ведущая организация: ГОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет» (г. Новокузнецк)

Защита диссертации состоится « 16 » июня 2011 г. в 15 час. на заседании диссертационного совета Д-212.128.05 при Московском государственном горном университете по адресу: 119991, Москва, Ленинский проспект, 6.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного горного университета.

Автореферат разослан « 16» мая 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор технических наук __^ Мельник Владимир Васильевич

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В Российской Федерации мощные угольные пласты разрабатываются на шахтах Кузнецкого (65% добычи), Печорского (12%) и Челябинского (8%) бассейнов. Всего на 33 шахтах отрабатываются запасы 50 шахтопластов. В Кузнецком бассейне на 22 шахтах разрабатываются 34 мощных пологих и наклонных пласта с суммарными промышленными запасами около 14 млрд. т, составляющих 23% промышленных запасов действующих шахт.

Анализ опыта эксплуатации длинных комплексно-механизированных забоев (КМЗ) в России и за рубежом показал, что максимальная нагрузка на КМЗ достигается при разработке угольных пластов или их слоев мощностью 2,8-3,5 м. При увеличении вынимаемой мощности до 4,5-4,9 м средняя суточная нагрузка на КМЗ снижается в 1,2 -1,6 раза.

Существенным ограничением области применения технолог™ отработки запасов угольных пластов мощностью более 4,2 м являются значительная масса и габариты оборудования, что приводит к усложнению схем его транспортирования, монтажа и демонтажа, так как сечения вскрывающих и подготавливающих выработок на действующих шахтах России не везде соответствуют условиям безопасного транспортирования крупногабаритного очистного оборудования.

В качестве одного из перспективных направлений подземной разработки мощных пологих пластов в горной науке и практике активно изучается технология отработки запасов выемочных участков длинными столбами по простиранию одним слоем у почвы пласта с последующим выпуском угля подработанной подкровельной толщи в призабойное пространство КМЗ. Эффективность применения технологии с выпуском угля обеспечивается существенным снижением затрат на подготовку запасов угля к выемке и высокой нагрузкой на очистной забой.

Научные исследования технологии отработки запасов мощных пластов одним слоем с управляемым выпуском разрыхленного угля подработанной подкровельной толщи интенсивно ведутся в КНР, Германии, Франции, Чехии.

Комплексно-механизированная технология очистных работ с выпуском подкровельной толщи мощных угольных пластов за последнее десятилетие получила наиболее интенсивное развитие на шахтах КНР с применением поддерживающе-оградительных крепей с активным управляемым ограждением и управляемым завальным конвейером.

На основании вышеизложенного можно констатировать, что исследования, направленные на обоснование технологии разработки мощных пологих угольных пластах с управляемым выпуском угля подкровельной толщи, являются актуальными для угледобывающей отрасли.

Целью диссертации является установление особенностей взаимодействия механизированной крепи с подкровельной толщей и процесса выпуска угля для обоснования параметров технологии разработки мощных пологих пластов с управляемым выпуском подкровельной угольной толщи, обеспечивающей повышение эффективности и безопасности ведения очистных работ при снижении уровня эксплуатационных потерь.

Идея работы заключается в обеспечении эффективной и безопасной технологии разработки мощных пологих пластов с минимальными потерями полезного ископаемого в недрах при реализации технологических решений за счет управляемого выпуска подкровельной угольной толщи.

Научные положения, выносимые на защиту:

- установлено, что эффективная и безопасная отработка запасов мощных пологих пластов с управляемым выпуском угля подкровельной толщи достигается при условии рационального разделения пласта по мощности, причем величина отношения мощности подкровельной толщи к мощности подсечного слоя должна находиться в интервале от единицы до двух;

- установлены особенности механизма взаимодействия крепи с вмещающими породами для определения характера и величины давления пород кровли на механизированную крепь, при этом выпуск угля не изменяет нагрузочные характеристики крепи;

- установлено, что управляемый выпуск подкровельной угольной толщи зависит от параметров элементов разгрузочно-выпускной системы крепи, мощности и характеристик подкровельной толщи угля, периодичности и высоты обрушения пород кровли, параметров и схем формирования обрушенных пород за механизированной крепью, позволяющих минимизировать самовозгорание угля в выработанном пространстве.

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

достаточным объемом экспериментально-аналитических и шахтных исследований технологии разработки мощных пологих пластов с выпуском угля из подкровельной толщи (за период исследований добыто более 2,0 млн. т угля);

; соответствием характера деформирования и разрушения пород кровли и подкровельной угольной толщи, установленных в натурных условиях при

отработке запасов пласта 21 шахты «Ольжерасская-Новая» ОАО «УК «Южный Кузбасс», существующим представлениям о механизме выпуска угля;

положительным производственным опытом отработки запасов мощного пологого пласта 21 с выпуском угля из подкровельной толщи на шахте «Ольжерасская-Новая» ОАО «УК «Южный Кузбасс».

Научная новизна работы заключается в установлении критериев оценки разрушения и обрушения угля подкровельной толщи мощного пласта (шага обрушения подкровельной толщи и угла отклонения блоков угля от вертикали), обеспечивающих разрушение угля силами горного давления над перекрытием секций механизированной крепи и обрушение толщи непосредственно за ограждением секции крепи без зависаний.

Научное значение работы состоит в выявлении особенностей механизма взаимодействия механизированной крепи с подкровельной толщей и процесса выпуска угля для обоснования рациональных технологических решений по обеспечению разрушения угольной толщи и последующего управляемого ее выпуска при отработке запасов мощных пологих пластов.

Практическая ценность работы состоит в разработке научно обоснованных технологических «Рекомендаций по проектированию технологических схем отработки запасов мощных угольных пластов с управлением процессами разрушения и выпуска угля подкровельной толщи», позволяющих определять оптимальные значения параметров данной технологии и проводить необходимые комплексные технологические мероприятия по предупреждению самовозгорания угля в выработанном пространстве.

Реализация научных результатов. Результаты исследований использованы при разработке проекта отработки запасов пласта 21 филиала ОАО «УК «Южный Кузбасс» - шахты «Ольжерасская-Новая» с выпуском подкровельной толщи и в учебном процессе повышения квалификации производственного персонала в ОАО «УК «Южный Кузбасс».

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, 2006-2007), «Инновации - основа комплексного развития угольной отрасли в регионах России и странах СНГ» (Прокопьевск, 2009), на научном семинаре кафедры «Подземная разработка пластовых месторождений» МГГУ (Москва, 2010), научных семинарах филиала ГУ КузГТУ в г. Прокопьевске (2006—2009), технических советах ОАО «УК Южный Кузбасс» и шахты «Ольжерасская-Новая» (2006—2008).

Публикации. По теме диссертации автором опубликовано 10 научных работ.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти разделов и заключения, содержит список литературы из 101 наименования, 15 таблиц и 72 рисунка.

Автор выражает благодарность доктору технических наук профессору С.И. Калинину за ценные методические рекомендации и практические советы при подготовке диссертации.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Комплексные исследования по совершенствованию технологии подземной разработки мощных пологих и наклонных пластов проводятся ведущими отраслевыми научно-исследовательскими институтами и вузами страны -ННЦ ГП ИГД им. A.A. Скочинского, ВНИМИ, КузНИУИ, ВостНИИ, ИГД СО РАН, МГГУ, КузГТУ, СПбГИ (ТУ) и др.

Значительный вклад в формирование научных представлений о процессах, протекающих при ведении горных работ на мощных угольных пластах, механизме взаимодействия механизированных крепей с вмещающими породами, управлении горным давлением, а также в разработку и внедрение прогрессивных технико-технологических решений внесли А.В.Брайцев, В.Е.Бра-гин, Г.И. Грицко, Л.Н. Гапанович, Н.К. Гринько, Ю.В. Громов, П.В. Егоров, В.Е. Зайденварг, С.И. Калинин, А.Б. Ковальчук, М.В. Курленя, И.С. Краш-кин, Г.И. Козовой, Ю.Н. Малышев, Б.К. Мышляев, В.В. Некрасов, A.A. Орлов, В.А. Потапенко, A.M. Рыжов, А.Г. Саламатин, П.Ф. Савченко, A.B. Стариков, И.А. Шундулиди, В.Д. Ялевский и др.

Результаты их исследований составляют теоретическую и практическую базу для дальнейшего развития технологии разработки мощных пологих пластов с управляемым выпуском подкровельной угольной толщи, обеспечивающей повышение эффективности и безопасности ведения очистных работ при снижении уровня потерь угля.

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

- анализ производственного опыта и научно-технических разработок в области отработки мощных пологих пластов с выпуском межслоевых и под-кровельных пачек угля;

- разработка общей методики исследований;

- обоснование рациональной мощности подсечного слоя;

- разработка технологической схемы подготовки запасов выемочных участков, обеспечивающей комбинированное проветривание очистных работ и отвод газа из выработанного пространства;

- исследование механизма взаимодействия механизированной крепи с вмещающими породами и обоснование рациональных силовых и геометрических параметров секций крепи для отработки запасов мощных пологих пластов в условиях шахты «Ольжерасская-Новая»;

- исследование процессов выемочного цикла при отработке мощных пологих пластов с управляемым выпуском угля подкровельной угольной толщи;

- разработка методики расчёта газовыделения в очистной забой и расчёта параметров вентиляционной сети выемочного участка и обоснование комплекса технологических мероприятий по предупреждению самовозгорания угля в выработанном пространстве.

Из детального анализа производственного опыта и научно-технических разработок в области отработки мощных пологих пластов с выпуском межслоевых и подкровельных пачек угля следует, что данная технология обеспечивает: сокращение в 1,5-2,0 раза затрат и времени на подготовку запасов выемочного участка; возможность отработки выемочного столба в инкубационный период самовозгорания угля с последующей изоляцией и активной профилактикой выработанного пространства; увеличение нагрузки на забой и эффективное использование транспортного и забойного оборудования; снижение интенсивности газодинамических проявлений.

Разработанная общая методика предполагает проведение аналитических, шахтных и экспериментально-аналитических исследований. Шахтные исследования геотехнологических процессов в очистном забое и подготовительных выработках выемочного участка проводились путем непрерывного мониторинга с помощью инструментальных и хронометражных замеров, визуальных обследований и наблюдений.

Сущность рационального разделения пласта по мощности на слои (подсечной слой и подкровельную угольную толщу) для эффективной и безопасной отработки запасов мощных пологих пластов с управляемым выпуском угля подкровельной толщи заключается в следующем.

При отработке запасов мощных пластов с выпуском угля подкровельной толщи рациональная мощность подсечного слоя определяется в основном геомеханическими факторами, обеспечивающими эффективный выпуск угля и безопасные условия работы в очистном забое.

Для эффективного выпуска угля подкровельной толщи её мощность должна обеспечивать разрушение угля силами горного давления над перекрытием секций механизированной крепи и обрушение толщи непосредственно за ограждением секции крепи на завальный конвейер без зависаний. В то же время нижние слои угольной толщи должны сохранять устойчивость в призабойном пространстве подсечного слоя, не разрушаться, не способствовать проявлениям отжима угля и образованию вывалов из подкровельной толщи угля.

За основу при определении рациональной мощности подкровельной угольной толщи принимается схема взаимодействия толщи с породами кровли, при которой она рассматривается как консольная балка на упругом основании, испытывающая на конце сосредоточенную нагрузку и изгибающий момент. Упругим основанием является уголь подсечного слоя. При расчете сосредоточенная нагрузка заменяется равномерно распределенной.

В результате установлено, что мощность подкровельной толщи, способной самообрушаться по условию взаимодействия с породами кровли, составляет: при глубине горных работ 90 м - 3-К3,6 м; при глубине горных работ 200м- 3,4-4,1 м.

По результатам проведенных исследований, опыту отработки запасов мощных пластов с выпуском подкровельной толщи угля с учетом конструктивных параметров принятой механизированной крепи рациональная мощность подсечного слоя предварительно находится в диапазоне от 2,8 до 3,0 м при труднообрушаемой кровле и от 3,0 до 3,3 м - при среднеобрушаемой кровле.

. Следует при этом отметить, что обоснование рациональной мощности подсечного слоя для других горно-геологических и горнотехнических условий рекомендуется осуществлять по способности оставшейся подкровельной толщи подвергаться эффективному разрушению, обрушению и выпуску во всём диапазоне мощности.

Эффективная и безопасная отработка запасов мощных пологих пластов с управляемым выпуском угля подкровельной толщи достигается при условии рационального разделения пласта по мощности, причем величина отношения мощности подкровельной толщи к мощности подсечного слоя должна находиться в интервале от единицы до двух.

Для условий шахты «Ольжерасская-Новая» ОАО «УК «Южный Кузбасс» при средней мощности подсечного слоя 3,3 м и средней мощности пласта 21, равной 7 м, рациональная мощность подкровельной пачки равняется 3,7 м, а величина отношения мощности подкровельной толщи к мощности подсечного слоя составляет 1,12.

Разработана технологическая схема подготовки запасов выемочных участков, обеспечивающая комбинированное проветривание очистных работ и отвод газа из выработанного пространства (рис.1).

Рис.1. Схема подготовки запасов выемочного участка 21-1-5 к отработке с выпуском подкровельной пачки угля: 1 - монтажная камера; 2 - конвейерный штрек 21-1-5; 3 - дренажный штрек; 4 -промштрек; 5 - газодренажный штрек; б - вентиляционный

штрек

Эксплуатационные испытания технологии отработки запасов мощных пологих пластов с выпуском угля подкровельной толщи проводились в условиях шахты «Ольжерасская-Новая» ОАО «УК «Южный Кузбасс» в выемочном участке 21-1-5.

Выемочный участок был оконтурен вентиляционным штреком шириной 5 м, конвейерным штреком шириной 5,5 м и монтажной камерой шириной 8,3-9,3 м. Оконтуривающие подготовительные выработки высотой 3,2-3,5 м были пройдены у почвы пласта с оставлением в кровле выработок пачки угля мощностью 3,7-4 м. Выработки были закреплены анкерной крепью по двухуровневой схеме: нижний контур закреплен анкерами А20В длиной 2,5 м, верхний контур - канатными анкерами АК-01 длиной 5 м.

В границах выемочного участка, у кровли пласта были пройдены газодренажный и промежуточный штреки на расстоянии от вентиляционного штрека 21-1-5, соответственно, 18 м и 82 м.

Технология отработки запасов мощного пласта с выпуском угля под-кровельной толщи разработана с использованием механизированного комплекса 2Р-8000/22/35 производства КНР, в состав которого входят: механизированная крепь 2Р-8000/22/35; очистной комбайн М0400/930-Ж); забойный конвейер 802-800/800; завальный конвейер тип 802-800/800; перегружатель 822-1000/400; дробилка РСМ250.

В работе выполнены исследования геотехнологических процессов в подготовительных выработках при отработке запасов мощных пологих угольных пластов с выпуском угля подкровельной толщи. Установлено, что с увеличением площади обнажения пород и удаления лавы 21-1-5 от монтажной камеры величина опорного давления и ширина ее зоны возрастают. Зависимость имеет нелинейный характер и близка к параболической. Такой же характер имеет зависимость характеризующая конвергенцию пород в штреке.

По наблюдениям в промежуточном штреке выемочного участка 21-1-5 было установлено, что ширина зоны опорного давления достигает максимального значения в 35 м впереди лавы и перестает возрастать при отходе лавы от монтажной камеры на расстояние 135-145 м.

Максимум временного опорного давления впереди лавы фиксировался на расстоянии от лавы 4,5-8 м. Причём существенной разницы в параметрах зоны опорного давления в вентиляционном штреке 21-1-5 и промежуточном штреке 21-1-5 не установлено. Имеется разница в величине напряжений, которые формируются в боках выработок.

Проявление горного давления в боках выработок оценивалось по характеру проявления отжима угля из боков и его параметрам. Наблюдения проводились в вентиляционном и конвейерном штреках, а также в промежуточном штреке 21-1-5. При этом установлено следующее: формы проявлений отжима угля наблюдаются разные, чаще всего в форме клина; ширина зоны отжима изменяется от 0,1 до 1,5 м, высота отжима - от 0,2 до 3,5 м; наиболее интенсивно отжим проявляется в зоне максимума временного опорного давления; на участках вне зоны влияния временного опорного давления отжим проявляется менее интенсивно, форма проявления отжима - в виде прямоугольников или сегментов, треугольников, отжим наблюдается на локальных участках по длине штрека, ширина зоны отжима незначительная -в пределах зоны максимального опорного давления, действующего в окрестностях проводимой выработки (влияние остаточного опорного давления).

Высокая концентрация напряжений в зоне максимума опорного давления предъявляет повышенные требования к креплению подготовительных выработок, при том, что выработки проводятся у почвы пласта, а кровля

выработок представлена пачкой угля. Крепление выработок должно производиться с учётом максимальных напряжений в зоне временного опорного давления. Места расположения максимума опорного давления и максимальных напряжений в точках максимума определялись решением задачи об опорном давлении с использованием результатов наблюдений за геотехнологическими процессами в подготовительных выработках.

В работе установлены особенности механизма взаимодействия подкро-вельной угольной толщи с породами кровли и секциями механизированной крепи, зависящие от наличия участка отработки, характеризующегося интенсивностью и величиной проявлений горного давления, а также от местоположения толщи относительно линии забоя.

В зависимости от местоположения толщи относительно линии забоя возможны три зоны геомеханического воздействия на неё:

- зона максимума опорного давления, где толща взаимодействует с породами кровли и углем подсечного слоя и под действием высоких сжимающих напряжений испытывает деформации в виде кососекущих и нормальных трещин;

- зона активных сдвижений над крепью, где толща взаимодействует с обрушающимися породами и секциями крепи. За счёт гравитационных сил и циклических воздействий крепи при разгрузках и распорах она усиленно деформируется, расслаивается и разделяется на отдельные блоки;

- зона разгрузки при сходе с верхняков крепи, когда подкровельная пачка обрушается за крепью в основном за счёт действия гравитационных сил. Формирование обрушенного угля за крепью зависит от шага и высоты зоны обрушения.пород кровли.

Обрушение активной кровли пласта происходит поэтапно. Периодичность обрушения нижних слоёв кровли составляет 6-8 м, высота зоны обрушения - 4-6 м; средних слоев - 18-22 м, высота зоны обрушения - 10-20 м; верхних слоёв - 50-60 м, высота зоны обрушения в пределах всей мощности активной кровли - 30-40 м.

Установлено, что скорость подвигания лавы оказывает существенное влияние на параметры горного давления (рис.2): с увеличением скорости подвигания лавы увеличивается давление на крепь комплекса, на краевую часть пласта. Максимум опорного давления смещается к линии забоя, коэффициент концентрации напряжений увеличивается. Для условий пласта 21 максимальная скорость подвигания лавы не должна превышать 6 м/сут при длине лавы 150 м.

Рис.2. Влияние скорости подвигания забоя лавы 21-1-5 на параметры горного давления:

а - на удаление максимума опорного давления, коэффициент концентрации напряжений в краевой части, шаги обрушения активной кровли; б - кривые измерения временного опорного давления при отработке лавы: Ьтах - удаление максимума опорного давления от забоя; Ьобр - шаг обрушения активной кровли; Кк - коэффициент концентраций напряжений в краевой части пласта

Продолжительность выпуска угля из-под одной секции в середине лавы по данным хронометражных наблюдений составляла 0,5-4,5 мин, на сопряжениях 0,5-8 мин. В середине лавы в большинстве случаев продолжительность выпуска угля составляла 60-90 с, что значительно превышает время передвижки секций механизированной крепи.

Скорость выпуска угля из-под секций определялась также по результатам хронометражных наблюдений с использованием фактических и средних значений продолжительности выпуска угля из-под одной секции, а также объёма выпускаемого угля. Скорость выпуска угля изменялась от 3 до 17 т/мин при среднем значении 8,4 т/мин. Требуемое значение скорости выпуска было принято на уровне 10-12 т/мин.

Объёмы выпуска угля на завальный конвейер определялись путём измерения высоты слоя выпущенного угля. Высота слоя на завальном конвейере изменялась от 0,1 до 0, 7 м. Гистограмма распределения объёмов выпускаемого угля из-под одной секции приведена на рис.3.

0.30

0,25

>3 0,20 £

I 0,15 * 0,10 0,05 0,00

Рис.3. Гистограмма распределения объема выпуска угля из-под одной секции

Из рис.3 видно, что в большинстве случаев объем выпуска из-под одной секции составляет 5-9 т. Объем выпуска из-под одной секции зависит от мощности подкровельной пачки, схемы выпуска и опыта членов комплексной бригады. Необходимо отметить, что шаг выпуска угля на завальный конвейер не строго соответствует шагу передвижки секций крепи и ширине захвата комбайна. Так как выпуск угля из-под секций производится обычно до или после передвижки секций крепи, средний шаг его принимается равным 1,2-1,3 м.

Параллельно замерам высоты слоя горной массы на завальном конвейере производилась визуальная оценка доли породы в объёме выпуска. Засорение угля породой при выпуске достигает в отдельных случаях 30-35%, при среднем значении засорения - 9,2%.

Существенное влияние на процесс выпуска и качество выпускаемого угля оказывает схема обрушения пород кровли, параметры обрушения, формирование массива обрушенных пород за крепью.

Установлено, что в условиях шахты «Ольжерасская-Новая» ОАО «УК «Южный Кузбасс» при отработке пласта 21 породы активной кровли склонны к зависанию и обрушаются поэтапно: первоначально - нижние слои, затем - средние и верхние. В результате этого за крепью в выработанном пространстве лавы формируются различные схемы при обрушении пород, отличающиеся высотой зоны обрушения, величиной отставания зоны обрушенных пород от крепи, блочностью пород и оказывающие разное влияние на процесс выпуска угля.

В зависимости от высоты зоны обрушения пород выделены три типа условий выпуска угля:

- отсутствует обрушение пород или обрушение является незначительным, 11обр=0;

л::"

.. 1,

ш

5,01-7 7,01-9 9,01-11 11,01-13 13,01-15

т/секция

- обрушаются только нижние слои кровли, высота зоны обрушения меньше вынимаемой мощности пласта, Ь0бР<Ьвын;

- обрушаются верхние слои кровли, высота зоны обрушения больше вынимаемой мощности пласта, Ь^р >ЬВЬ1„.

Установлено, что, изменяя угол наклона ограждения секции крепи относительно горизонта (/5), можно управлять объёмом выпуска угля на завальный конвейер. При этом изменяются высота расположения хвостового ограждения относительно завального конвейера и расстояние конца выдвижного шибера от завального борта завального конвейера. Конструктивные параметры выпускного отверстия в секции крепи не изменяются.

От высоты зоны обрушения пород и от схемы формирования их массива в выработанном пространстве зависят эффективность выпуска угля из под-кровельной толщи и его качество. Установлено, что при недостаточной высоте зоны обрушения пород за крепью для повышения эффективности выпуска угля на завальный конвейер целесообразно обеспечивать угол наклона ограждения секций крепи 60°.

По результатам шахтных исследований рабочих процессов выемочного цикла было установлено, что гидростойки крепи в течение выемочного цикла работают в трёх стандартных режимах:

- в режиме заданного распора гидростойки крепи работают на участке выемочного столба на расстоянии 40-50 м от монтажной камеры. Заданное гидростойкам давление 20-25 МПа (980-1225кН) обеспечивает устойчивое взаимодействие крепи с вмещающими породами;

- в режиме нарастающего сопротивления гидростойки работают на участке выемочного столба до первичной осадки основной кровли, а также в отдельные периоды между вторичными осадками основной кровли. В режиме нарастающего сопротивления гидростойки нагружаются до уровня 1500-1800 кН, не выходя на уровень давления срабатывания предохранительных клапанов;

- в режиме постоянного сопротивления гидростойки работают в периоды осадок основной кровли. После распора стойки с высокой скоростью наращивают свою реактивную способность и выходят на режим постоянного сопротивления с периодическим открыванием и закрыванием предохранительных клапанов. Клапаны срабатывают при давлении 42-43 МПа. Сопротивление стоек изменяется от 2000 до 2150-2225 кН.

Установлено также, что: - силовые параметры крепи используются не полностью: коэффициент начального распора составляет 65% (по технической характеристике - 77%);

сопротивление крепи по среднему значению составляет 55% от значения сопротивления по технической характеристике;

- характер нагружения гидростоек зависит от характера поведения кровли: между очередными осадками кровли рост давления незначителен, скорость пригружения не превышает по средним значениям 0,059 МПа/мин. При среднем начальном распоре 14,33 МПа для выхода стоек в режим постоянного сопротивления потребуется около 470 мин, что значительно больше продолжительности выемочного цикла (190 мин);

- за период отработки запасов выемочного участка протяженностью 770 м количество выемочных циклов, на которых происходили выходы гидростоек на работу в режим постоянного сопротивления, составляет 5,4% от общего количества выемочных циклов.

В результате исследований было подтверждено, что силовые параметры крепи ZF-8000/22/35 являются достаточными для обеспечения надёжного саморазрушения угля без принудительного разупрочнения подкровельной толщи и способствуют эффективной и безопасной отработке запасов пласта 21 шахты "Ольжерасская-Новая".

Оценка надёжности технологической схемы отработки запасов пласта 21 в лаве 21-1-5показала следующее:

- коэффициент готовности составляет - 0,638, коэффициент неисправности - 0,567, наработка на отказ - 196 мин, время Восстановления отказа - 111 мин. По группе основного оборудования, входящего в состав механизированного комплекса, коэффициент готовности составляет 0,65, коэффициент неисправности - 0,46. Коэффициент готовности имеет наименьшее значение у завального конвейера - 0,839 и у очистного комбайна - 0,866, коэффициенты неисправности составляют, соответственно, 0,192 и 0,155;

- основные простои происходят из-за отказов завального конвейера и выемочного комбайна. Следует отметить, что часть элементов оборудования комплекса требует проектной доработки из-за недостаточного усилия домкратов передвижки крепи и забойного конвейера, домкрата подтягивания завального конвейера, домкратов подъёма поворотных редукторов комбайна; требует доработки схема управления электроприводами завального и забойного конвейеров; слабым узлом комбайна являются непосредственно шнеки.

: На основании проведенных комплексных исследований установлены рациональные параметры технологии разработки мощных пологих пластов с управляемым выпуском подкровельной угольной толщи, а для условий пласта 21 шахты «Ольжерасская-Новая» ОАО «УК «Южный Кузбасс» - оптимальные значения основных параметров исследуемой технологии (табл.1).

Таблица 1

Рекомендуемые и оптимальные параметры технологии разработки мощных пологих пластов с управляемым выпуском подкровельной угольной толщи применительно к условиям пласта 21 шахты «Ольжерасская-Новая»

№ п/п Наименование показателей Рекомендуемые параметры Оптимальные параметры для пласта 21 шахты «Ольжерасская-Новая»

1. Величина отношения мощности подкровельной толщи к мощности подсечного слоя к -1 < —— < 2 Мощность подсечного слоя - 3,3м; мощность подкровельной пачки: средняя -3,7м, максимальная 5,8м

2. Критерии оценки достаточности саморазрушения и самообрушения блоков угля подкровельной пачки Шаг обрушения подкровельной угольной пачки - 4+8 м; угол отклонения блоков угля от вертикали при обрушении - 27-35°

3. Скорость подвигания очистного забоя, м/сут З.О^^Ю обеспечивается длиной лавы (1„) от 80 до 220 м упод - не более 6,0 м/сут обеспечивается Ь„=150 м

4. Крепление подготовительных выработок Анкерная крепь по 2-уровневой схеме: в первом уровне сталеполимерные анкеры А20В, во втором уровне - канатные анкеры АК-01 с ампульным закреплением в шпурах. Длина анкеров А20В составляет 2,5м, закрепление - 2 ампулы длиной по 600мм. В ряду устанавливается 5 анкеров, шаг установки - 0,9-1м Длина канатных анкеров - 5,5 м, в ряду 2 анкера с шагом установки 2,4 м. Длина закрепления анкеров в шпурах не менее 1,1м. Замковая часть анкеров располагается в породах кровли

5. Ширина охранных целиков, м Между вентиляционным штреком 21-1-5 и конвейерным штреком 21-1-3 - 20м, между конвейерным штреком 21-1-5 и дренажным штреком 21-1-5 - 25м.

6. Силовые и геометрические параметры механизированной крепи для обеспечения надёжного саморазрушения угля без принудительного разупрочнения подкровельной толщи Рабочее сопротивление крепи - не менее 1000кН/м2; сопротивление секции - не менее 8000кН; сопротивление секции по длине лавы - не менее 4000 кН; длина поддерживающей части секции - не менее 4,5 м Обеспечивались принятым типом механизированного комплекса 8000/22/35 производства КНР)

раздвижность крепи -2,7-3,5м угол установки ограждения крепи - 20°+60° 2,7-З.Зм 60°

7. Время выпуска угля из-под одной секции крепи, с 120

8. Скорость выпуска угля, т/мин 10,0

9. Качество выпускаемого угля Засорение породой -10+15%

: В диссертации разработана методика прогнозирования газовыделения и расчета параметров вентиляционной сети выемочного участка, основанная на учете требований нормативных документов и результатов исследований,

14

выполненных в последние годы, и имеющая определённые особенности, отличающиеся от действующих нормативных положений, определяемых данной технологией.

В основном эти особенности касаются процесса газовыделения в очистной забой и связаны с наличием двух поверхностей обнажения разрабатываемого пласта, определяющих источники газовыделения, а именно:

- непосредственно очистной забой подсечного слоя;

- обнаженная поверхность угольного массива верхнего слоя (подкро-вельной толщи) пласта, подлежащего выпуску в очистной забой в результате естественного обрушения.

Для обеспечения надёжного проветривания выемочного участка предложена комбинированная схема проветривания. Для осуществления дегазации по системе горных выработок проводится газотрубопровод до поверхностной дегазационной установки. Дегазационный трубопровод прокладывается по газодренажному штреку с заводкой в выработанное пространство лавы 21-1-5. Отсос метановоздушной смеси производится поверхностной дегазационной установкой, оборудованной водокольцевым вакуум-насосом 2ВЕС-52. В качестве дополнительной меры по дегазации пласта рекомендован изолированный отвод метана из выработанного пространства.

На основании разработанной методики расчёта газовыделения в очистной забой при отработке пласта 21 с выпуском подкровельной пачки была предложена методика расчёта параметров проветривания лавы 21-1-5.

Анализ работы выемочного участка лавы 21-1-5 подтвердил правильность принятых решений по проветриванию горных работ; загазованности выработок, местных и слоевых скоплений метана не наблюдалось.

Для обеспечения эндогенной пожаробезопасности выработанного пространства очистного забоя в диссертации осуществлена разработка комплекса необходимых мероприятий по предупреждению самовозгорания угля, включающего:

- подачу газообразного азота (инертной пены) в выработанное пространство от стационарной установки, расположенной на поверхности по трубопроводу до забоя лавы и по перфорированному трубопроводу в выработанное пространство на расстояние не менее 30 м от линии очистного забоя;

- обработку краевых частей угольных целиков водным раствором анти-пирогенов через шпуры длиной 4 м диаметром 43 мм;

- поддержание скорости подвигания лавы не менее 61 м/мес;

- исключение аэродинамической связи выработанного пространства с действующими выработками путём возведения водоупорных взрывоустой-чивых перемычек;

- уменьшение притока воздуха в выработанное пространство путём установки парусных перемычек между концевыми секциями механизированной крепи и боками штреков;

- компенсирование потери влаги в выработанном пространстве путём подачи в него с конвейерного и вентиляционного штреков водных растворов антипирогенов в виде аэрозолей.

За период эксплуатационных испытаний технологии добычи угля с выпуском подкровельной толщи было добыто 2028,6 тыс.т угля, в том числе за счёт выпуска подкровельной толщи - 1083 тыс.т. Производительность труда рабочих при этом составила 983,7 т/мес. и 55,2 т/выход.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация является научно - квалификационной работой, в которой изложены научно обоснованные технологические разработки по установлению особенностей взаимодействия механизированной крепи с подкровельной толщей и процесса выпуска угля для обоснования параметров технологии разработки мощных пологих пластов с управляемым выпуском подкровельной угольной толщи, обеспечивающей повышение эффективности и безопасности ведения очистных работ, а также полноты извлечения полезного ископаемого, что имеет существенное значение для угольной отрасли России.

Основные научные результаты, выводы и рекомендации заключаются в следующем:

1 .Установлено, что эффективная и безопасная отработка запасов мощных пологих пластов с управляемым выпуском угля подкровельной толщи достигается при условии рационального разделения пласта по мощности, причем величина отношения мощности подкровельной толщи к мощности подсечного слоя должна находиться в интервале от единицы до двух.

Для условий шахты «Ольжерасская-Новая» ОАО «УК «Южный Кузбасс» при средней мощности подсечного слоя - 3,3 м и средней мощности пласта 21- 7 м, рациональная мощность подкровельной пачки равняется 3,7 м, а величина отношения мощности подкровельной толщи к мощности подсечного слоя составляет 1,12.

2. Разработана технологическая схема подготовки запасов выемочных участков, обеспечивающая комбинированное проветривание очистных работ и отвод газа из выработанного пространства. Эксплуатационные испытания подтвердили возможность крепления подготовительных выработок, проводимых у почвы пласта, анкерной крепью по двухуровневой схеме, что повышает их надежность и работоспособность.

3. Установлены особенности механизма взаимодействия секций механизированной крепи с вмещающими породами, зависящие от местоположения линии очистного забоя относительно угольной пачки, интенсивности и величины проявления горного давления:

- в зоне максимума опорного давления толща взаимодействует с породами кровли и углем подсечного слоя и под действием высоких сжимающих напряжений испытывает деформации в виде кососекущих и нормальных трещин;

- в зоне активных сдвижений над крепью пачка взаимодействует с об-рушающимися породами и секциями крепи и за счёт гравитационных сил и циклических воздействий крепи при разгрузках и распорах крепи усиленно деформируется, расслаивается и разделяется на отдельные блоки;

- в зоне выгрузки при сходе с верхняков крепи подкровельная пачка обрушается за крепью в основном за счёт действия гравитационных сил (формирование обрушенного угля за крепью зависит от шага и высоты обрушения пород кровли).

4. Установлено, что с увеличением скорости подвигания лавы увеличивается давление на крепь комплекса, на краевую часть пласта. Максимум опорного давления смещается к линии забоя, коэффициент концентрации напряжений увеличивается. Для условий пласта 21 максимальная скорость подвигания лавы не должна превышать 6 м/сут при длине лавы 140-160 м.

5. Установлено, что в условиях шахты «Ольжерасская-Новая» ОАО «УК «Южный Кузбасс» при отработке пласта 21 породы активной кровли склонны к зависанию и обрушаются поэтапно, в результате чего за крепью в завальной части лавы формируются различные схемы обрушения пород, отличающиеся мощностью обрушения, величиной отставания обрушенных пород от крепи, блочностью пород, которые оказывают разное влияние на процесс выпуска угля.

В зависимости от высоты обрушения пород выделены три схемы выпуска угля:

обрушение пород отсутствует или является незначительным, ЬОбР=0;

обрушаются нижние слои кровли, мощность обрушения меньше вынимаемой мощности пласта, hoGp<hB,,IH;

обрушаются верхние слои кровли, мощность обрушения больше вынимаемой мощности пласта, ho6p>hBbI„.

6. Разработаны рекомендации по корректировке элементов системы выпуска угля на завальный конвейер в зависимости от сформировавшихся в завальной части лавы за крепью схем выпуска угля: по изменению раздвиж-ности крепи в незначительных пределах от 2,7 м до 3,5 м; по изменению угла установки ограждения крепи от 20° до 60°, при этом изменяются траектория движения угля на завальный конвейер и объём выпускаемого угля; по управлению процессом выпуска угля с помощью изменения угла установки хвостового ограждения относительно горизонта от 14° до 80°.

7. В процессе испытаний технологии установлены следующие значения параметров, характеризующих управляемый выпуск угля на завальный конвейер: время выпуска угля из-под одной секции крепи зависит от степени и равномерности разрушения угля подкровельной пачки, периодичности и высоты обрушения пород кровли и составляет в среднем 108 с; скорость выпуска угля изменяется от 3 до 17 т/мин при среднем значении 8,4 т/мин; объём выпуска угля из-под одной секции крепи изменяется от 5 до 9 т при среднем значении 8,3 т; средний шаг выпуска составляет 0,8 м; средняя фактическая мощность подкровельной пачки составляет 5,8 м.

; 8. Выполненная оценка показателей надёжности технологической схемы отработки пласта 21 в лаве 21-1-5 позволила установить следующее: коэффициент готовности составляет 0,638, коэффициент неисправности - 0,567, наработка на отказ -196 мин, время восстановления отказа -111 мин.

: По группе основного оборудования, входящего в состав механизированного комплекса, коэффициент готовности составляет 0,65, коэффициент неисправности - 0,46. Коэффициент готовности имеет наибольшие значение у завального конвейера - 0,839 и выемочного комбайна - 0,866, коэффициенты неисправности составляют, соответственно, 0,192 и 0,155.

9. Установлены особенности процесса газовыделения в очистной забой, которые определяются наличием двух площадей обнажения отрабатываемого пласта при использовании технологии с выпуском подкровельной толщи.

Разработанный комплекс технологических мероприятий по предупреждению самовозгорания угля в выработанном пространстве очистного забоя обеспечил эндогенную пожаробезопасность при отработке запасов выемочного участка 21-1-5 в условиях шахты «Ольжерасская-Новая».

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Климук И.В., Маланченко В.М., Ермаков А.Ю. Опыт применения полимерных смол компании «Минова» при отработке мощного пласта 21 в условиях шахты «Ольжерасская-Новая» ОАО «УК «Южный Кузбасс». - М.: Глюкауф, 2009, № 1 (2). - С.72-74.

2. Ермаков А.Ю., Новосельцев С.А., Тимошенко A.M., Калинин С.И. Особенности расчета параметров проветривания горных работ при отработке мощного пологого пласта 21 на шахте «Ольжерасская-Новая» // Безопасность труда в промышленности. - 2009.- №10.-С.73-76.

3. Ермаков А.Ю., Калинин С.И., Шундулиди И.А. Разработка методики разделения мощного пологого угольного пласта на подсечной слой и подкровельную угольную толщу // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). - 2011. - № ОС 3. - С. 5-9.

4. Ермаков А.Ю. Способы управления выпуском угля на завальный конвейер при отработке мощных пологих угольных пластов // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). -2011.- № ОС 3. - С. 10-14.

5. Ермаков А.Ю., Новосельцев С.А. Разработка методики расчета газовыделения в очистной забой при разработке мощного угольного пласт с выпуском подкровельной толщи // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). - 2011. - № ОС 3 - С. 15-20.

6. Ермаков А.Ю., Новосельцев С.А., Биктимиров И.С., Калинин С.И., Антонов А.Н. Результаты эксплуатационных испытаний технологии отработки мощного пласта 21 в условиях шахты «Ольжерасская-Новая» с выпуском подкровельной пачки угля // Инновации - основа комплексного развития угольной отрасли в регионах России и странах СНГ./Материалы II международной научно-практической конференции.- Прокопьевск, филиал КузГТУ, 2009. — С.85-89.

7. Ермаков А.Ю., Ярош A.C. Исследование влияния свойств вмещающих пород и угольного пласта в проходческих забоях шахты ОАО «Разрез «Ольжерасский» по факторам безопасности // Сб. «Научные сообщения ННЦ - ИГД им. A.A. Скочинского. Техника и технология открытой и подземной разработки месторождений». - Люберцы, ИГД им. A.A. Скочинского, 2005, №331.-С. 187-190.

8. Ермаков А.Ю., Новосельцев С.А., Биктимиров И.С., Калинин С.И., Антонов А.Н., Фомин А.Г. Исследование степени использования силовых параметров механизированной крепи ZF-8000/22/35 при отработке

пласта 21 с выпуском подкровельной пачки в условиях шахты «Ольжерас-ская-Новая» // Инновации - основа комплексного развития угольной отрасли в регионах России и странах СНГ. /Материалы II международной научно-практической конференции.- Прокопьевск, филиал КузГТУ, 2009 г. - С.90-95.

9. Ермаков А.Ю., Новосельцев С.А., Биктимиров И.С., Калинин

С.И. Схемы взаимодействия подкровельной пачки угля с породами активной кровли и с секциями механизированной крепи // Вестник научного центра по безопасности работ в угольной промышленности. - Кемерово, 2009, №1. -С.97-103.

10. Новосельцев С.А., Ермаков А.Ю., Калинин С.И., Антонов А.Н., Фомин А.Г. Исследование показателей эксплуатационной надежности технологической схемы и механизированного комплекса 2Б-8000/22/35 производства КНР при отработке пласта 21 в условиях шахты «Ольжерасская-Новая» с выпуском подкровельной пачки // Инновации - основа комплексного развития угольной отрасли в регионах России и странах СНГ. /Материалы II международной научно-практической конференции.-Прокопьевск, филиал КузГТУ, 2009. -С.131-137.

Подписано в печать 05.05.2010 г. Формат

60x90/16

Объем 1 печ.л. Тираж 100 экз. Заказ № т

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

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Ермаков, Анатолий Юрьевич

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ ТЕХНОЛОГИЙ И ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ОПЫТА ОТРАБОТКИ МОЩНЫХ ПОЛОГИХ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ! ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Анализ состояния» технологии подземной разработки мощных пологих пластов

1.2. Зарубежный опыт отработки запасов мощных пологих пластов с выпуском межслоевых и подкровельных пачек угля

1.3. Анализ применяемых и выбор перспективных способов и средств управляемого разрушения1 и выпуска угля подкровель-ной толщи в призабойное пространство подсечного слоя

1.4. Цель, задачи и методы исследований Выводы

2. ОБЩАЯ МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ. ГОРНОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ И ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОБЪЕКТА ИСПЫТАНИЙ

2.1. Разработка общей методики исследований

2.2. Горно-геологические условия испытаний технологии угледобычи с управляемым выпуском подкровельной угольной толщи

2.3. Выбор объекта испытаний

2.4. Разработка принципов раскройки мощного пласта на слои (подсечной слой и подкровельную угольную толщу)

Выводы

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ШАХТНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ТЕХНОЛОГИИ ОТРАБОТКИ МОЩНЫХ ПОЛОГИХ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ С УПРАВЛЯЕМЫМ ВЫПУСКОМ УГЛЯ ПОДКРОВЕЛЬНОЙ ТОЛЩИ

3.1. Разработка технологической схемы подготовки и отработки выемочного участка

3.2. Результаты исследований геотехнологических процессов в подготовительных выработках выемочного участка 21-1

3.3. Результаты исследований геотехнологических процессов в очистном забое лавы 21-1

Выводы

4. ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ И ХРОНОМЕТРАЖНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ВЫЕМОЧНОГО ЦИКЛА ПРИ ОТРАБОТКЕ МОЩНЫХ ПОЛОГИХ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ с ВЫПУСКОМ УГЛЯ ПОДКРОВЕЛЬНОЙ ТОЛЩИ

4.1. Оценка схем силового взаимодействия секций механизированной крепи с подкровельной толщей угля

4.2. Определение времени и скорости выпуска угля из-под одной секции

4.3. Определение объёмов выпуска угля из подкровельной толщи и оценка качества выпускаемого угля

4.4. Оценка схем и способов управления выпуском угля на завальный конвейер

4.5. Оценка надежности технологической схемы отработки пласта

Выводы

5. РАЗРАБОТКА МЕРОПРИЯТИЙ И РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ ЭФФЕКТИВНОЙ И БЕЗОПАСНОЙ ОТРАБОТКИ МОЩНЫХ ПОЛОГИХ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ С ВЫПУСКОМ ПОДКРОВЕЛЬНОЙ УГОЛЬНОЙ ТОЛЩИ

5.1. Разработка принципов расчёта газовыделения в очистной забой при отработке запасов выемочного участка 21-1-5 ^ ^

5.2. Разработка мероприятий по предупреждению самовозгорания угля при отработке выемочного участка 21-1

5.3. Технико-экономическая эффективность исследований 155 Выводы

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Обоснование параметров технологии разработки мощных пологих пластов с управляемым выпуском подкровельной угольной толщи"

В Российской Федерации мощные угольные пласты разрабатываются на V шахтах Кузнецкого (65% добычи), Печорского (12%) и Челябинского (8%) бассейнов: Всего на 33 шахтах отрабатываются запасы 50 шахтопластов. В.Кузнецком бассейне на 22 шахтах разрабатываются 34 мощных пологих и наклонных пласта с суммарными промышленными запасами около 14 млрд. т, составляющих 23% промышленных запасов действующих шахт.

Анализ опыта эксплуатации- длинных комплексно-механизированных забоев (КМЗ) в России и за рубежом показал, что максимальная нагрузка на КМЗ достигается при разработке угольных пластов или их слоев мощностью> 2,8-3,5 м. При увеличении вынимаемой мощности до 4,5-4,9 м средняя суточная нагрузка на КМЗ снижается в 1,2 - 1,6 раза.

Существенным ограничением области применения* технологии отработки запасов угольных пластов мощностью более 4,2 м являются значительная масса и габариты оборудования, что приводит к усложнению схем его транспортирования, монтажа и демонтажа, так как сечения вскрывающих и подготавливающих выработок на действующих шахтах России не везде соответствуют условиям безопасного транспортирования крупногабаритного очистного оборудования.

В качестве одного из перспективных направлений подземной разработки мощных пологих пластов в горной науке и практике активно изучается^ технология отработки запасов выемочных участков длинными столбами по простиранию одним слоем у почвы пласта с последующим выпуском угля подработанной под-кровельной толщи в призабойное пространство КМЗ. Эффективность применения технологии с выпуском угля обеспечивается существенным снижением затрат на подготовку запасов угля к выемке и высокой нагрузкой на очистной забой.

Научные исследования технологии отработки запасов мощных пластов одним слоем с управляемым выпуском разрыхленного угля подработанной подкро-вельной толщи интенсивно ведутся в КНР, Германии, Франции, Чехии.

Комплексно-механизированная технология очистных работ с выпуском подкровельной толщи мощных угольных пластов за последнее десятилетие получила наиболее интенсивное развитие на шахтах КНР с применением подцер-живающе-оградительных крепей с активным управляемым ограждением и управляемым завальным конвейером.

На основании" вышеизложенного можно констатировать, что исследования, направленные на обоснование технологии разработки, мощных пологих угольных пластах с управляемым' выпуском угля подкровельной. толщи, являются актуальными для угледобывающей отрасли.

Целью диссертации является установление особенностей взаимодействия механизированной крепи с подкровельной толщей и процесса выпуска угля для обоснования» параметров технологии разработки' мощных пологих пластов' с управляемым выпуском подкровельной угольной толщи, обеспечивающей повышение эффективности' и безопасности ведения очистных работ при снижении уровня эксплуатационных потерь.

Идея работы заключается в обеспечении эффективной и безопасной технологии разработки мощных пологих пластов с минимальными потерями полезного ископаемого-в недрах при реализации технологических решений за счет управляемого выпуска подкровельной угольной толщи.

Научные положения, выносимые на защиту:

- установлено, что эффективная- и безопасная* отработка запасов мощных пологих пластов с управляемым выпуском угля подкровельной толщи достигается при условии рационального разделения пласта по мощности, причем1 величина отношения мощности подкровельной толщи к мощности подсечного слоя должна находиться в интервале от единицы до двух;

- установлены особенности механизма взаимодействия крепи с вмещающими породами для определения характера и величины давления пород кровли на механизированную крепь, при этом выпуск угля не изменяет нагрузочные характеристики крепи;

- установлено, что управляемый выпуск подкровельной угольной толщи зависит от параметров элементов разгрузочно-выпускной системы крепи, мощности и характеристик подкровельной толщи угля, периодичности и высоты обрушения пород кровли, параметров и схем формированияобрушенных пород за механизированной- крепью, позволяющих минимизировать самовозгорание угля в выработанномпространстве:

Обоснованность и1 достоверность научных положений, выводов и. ре-комендацийработы подтверждаются: достаточным объемом экспериментально-аналитических и шахтных исследований технологии разработки мощных пологих пластов с выпуском угля из подкровельной толщи (за период исследований добыто более 2,0 млн. т угля); соответствием характера деформирования и разрушения пород кровли и подкровельной угольной толщи, установленных в натурных условиях при отработке запасов пласта 21 шахты «Ольжерасская-Новая» ОАО «УК «Южный Кузбасс», существующим представлениям о механизме выпуска угля; положительным производственным опытом отработки запасов мощного пологого пласта 21с выпуском угля из подкровельной толщи на шахте «Ольжерасская-Новая» ОАО «УК «Южный Кузбасс».

Научная новизна работы заключается в установлении критериев оценки разрушения и обрушения угля подкровельной толщи мощного пласта (шага обрушения подкровельной толщи и угла отклонения блоков угля от вертикали), обеспечивающих разрушение угля силами горного давления над перекрытием секций механизированной крепи и обрушение толщи непосредственно за ограждением секции крепи без зависаний.

Научное значение работы состоит в выявлении особенностей механизма взаимодействия механизированной крепи с подкровельной толщей и процесса выпуска угля для обоснования рациональных технологических решений по обеспечению разрушения угольной толщи и последующего управляемого ее выпуска при отработке запасов мощных пологих пластов.

Практическая ценность работы состоит в разработке научно обоснованных технологических «Рекомендаций по проектированию технологических схем отработки запасов-мощных угольных пластов с управлением процессами разрушения и выпуска угля подкровельной толщи», позволяющих определять оптимальные значения параметров данной технологии и проводить необходимые комплексные технологические мероприятия по предупреждению самовозгорания угля в выработанном пространстве.

Реализация научных результатов. Результаты исследований использованы при разработке проекта отработки запасов пласта 21 филиала ОАО «УК «Южный Кузбасс» - шахты «Ольжерасская-Новая» с выпуском подкровельной толщи и в учебном процессе повышения квалификации производственного персонала в ОАО «УК «Южный Кузбасс».

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, 20062007), «Инновации - основа комплексного развития угольной отрасли в регионах России и странах СНГ» (Прокопьевск, 2009), на научном семинаре кафедры «Подземная разработка пластовых месторождений» МГГУ (Москва, 2010), научных семинарах филиала ГУ КузГТУ в г. Прокопьевске (2006—2009), технических советах ОАО «УК Южный Кузбасс» и шахты «Ольжерасская-Новая» (2006— 2008).

Публикации. По теме диссертации автором опубликовано 10 научных работ.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти разделов и заключения, содержит список литературы из 101 наименования, 15 таблиц и 72 рисунка.

Заключение Диссертация по теме "Геотехнология(подземная, открытая и строительная)", Ермаков, Анатолий Юрьевич

ВЫВОДЫ

1. Установлены особенности процесса газовыделения в очистной забой, которые определяются наличием двух площадей обнажения отрабатываемого пласта:

- непосредственно самого очистного забоя подсечного слоя;

- обнажённой поверхности выпускаемой подкровельной пачки угля;

- газовыделение при обнажении подкровельной пачки, минуя очистной забой, поступает в выработанное пространство, что требует необходимости изолированного отвода газа метана из выработанного пространства;

- суммарный объём газа метана, выносимого на газодренажный штрек, формируется из обнажённой поверхности подкровельной пачки угля, оставляемого в виде потерь и из подрабатываемых пластов-спутников и частично из очистного забоя;

Указанные особенности процесса газовыделения и распределения потоков^ фильтрации газов явились основой для разработки методики расчёта газовыделения при отработке пласта 21с выпуском подкровельной пачки и методики расчёта параметров проветривания выемочного участка 21-1-5.

Для проветривания лавы 21-1-5 принята комбинированная схема, реализация которой осуществляется путём отвода части метановоздушной смеси из очистного забоя и примыкающего к нему выработанного пространства по газодренажному штреку. Принятая схема проветривания обеспечивает надёжное проветривание горных работ.

2. Предупреждение самовозгорания угля в выработанном пространстве производится-путём реализации комплекса мероприятий, включающих:

- подачу газообразного азота (инертной пены) в выработанное пространство от стационарной установки DQ 3000-Nm 3/98, расположенной на поверхности по трубопроводу диаметром 219мм и участковому трубопроводу диаметром 114мм до забоя лавы и по перфорированному трубопроводу в выработанное пространство на расстояние не менее 30м от линии очистного забоя;

- обработку краевых частей угольных целиков водным раствором антипи-рогенов через шпуры длиной 4м диаметром 43мм;

- поддержание скорости подвигания лавы не менее 61м/мес;

- исключение аэродинамической связи отработанного пространства с действующими выработками путём возведения водоупорных взрывоустойчивых перемычек;

- уменьшение притока воздуха в выработанное пространство путём установки парусных перемычек между концевыми секциями механизированной крепи и боками штреков;

- компенсирование потери влаги в выработанном пространстве путём подачи в выработанное пространство с конвейерного и вентиляционного штреков водных растворов антипирогенов в виде аэрозолей;

- контроль за эндогенной пожароопасностью осуществляется путём отбора проб воздуха в выработках и из скважин, пробуренных с поверхности для определения содержания индикаторных газов, выполнения радоновых съёмок на дневной поверхности над выработанным пространством, анализа аэродиыал^иче ских условий эндогенной пожароопасности по результатам возА>тзхно депрессионных съёмок, измерения влагосодержания и температуры воздуха.

Выполнение указанных мероприятий обеспечило эндогенную пожаробезо пасность в лаве 21-1-5.

3. За период испытаний было добыто 2028,6 тыс. т. угля, в том числе за счёт выемки подсечного слоя 945,6 тыс.т, за счёт управляемого выпуска подкро^ель ной угольной пачки - 1083 тыс.т; подвигание лавы составило 1280м; производи тельность труда рабочих: в месяц - 983,7 т, на выход - 55,2 т при максимальных значениях соответственно 1811,8 т/мес и 101 т/вых.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация является научно - квалификационной работой, в которой изложены научно обоснованные технологические разработки по установлению особенностей взаимодействия механизированной крепи с подкровельной толщей и процесса выпуска угля для обоснования параметров технологии разработки мощных пологих пластов с управляемым выпуском подкро-вельной угольной толщи, обеспечивающей повышение эффективности и безопасности ведения очистных работ, а также полноты извлечения полезного ископаемого, что имеет существенное значение для угольной отрасли России.

Основные научные результаты, выводы и рекомендации заключаются в следующем:

1 .Установлено, что эффективная и безопасная отработка запасов мощных пологих пластов с управляемым выпуском угля подкровельной толщи достигается при условии рационального разделения пласта по мощности, причем величина отношения мощности подкровельной толщи к мощности подсечного слоя должна находиться в интервале от единицы до двух.

Для условий шахты «Ольжерасская-Новая» ОАО «УК «Южный Кузбасс» при средней мощности подсечного слоя - 3,3 м и средней мощности пласта 21 - 7 м, рациональная мощность подкровельной пачки равняется 3,7 м, а величина отношения мощности подкровельной толщи к мощности подсечного слоя составляет 1,12.

2. Разработана технологическая схема подготовки запасов выемочных участков, обеспечивающая комбинированное проветривание очистных работ и отвод газа из выработанного пространства. Эксплуатационные испытания' подтвердили возможность крепления подготовительных выработок, проводимых у почвы пласта, анкерной крепью по двухуровневой схеме, что повышает их надежность и работоспособность.

3. Установлены особенности механизма взаимодействия секций механизированной крепи с вмещающими породами, зависящие от местоположения линии очистного забоя относительно угольной пачки, интенсивности и величины проявления горного давления:

- в зоне максимума опорного давления толща взаимодействует с породами кровли и углем подсечного слоя и под действием высоких сжимающих напряжений испытывает деформации в виде кососекущих и нормальных трещин;. , .

- в зоне активных сдвижений над крепью пачка взаимодействует с: об-рушающимися породами" и секциями; крепи и за счёт гравитационных сил и циклических воздействий крепи при-разгрузках и распорах крепи усиленно деформируется, расслаивается и разделяется на отдельные блоки;

- в зоне выгрузки при сходе с верхняков крепи подкровельная. пачка обрушается за крепью в основном за счёт действия гравитационных сил (формирование"обрушенного угля за крепью зависит от шага и высоты обрушения пород кровли).

4. Установлено, что с увеличением скорости подвигания лавы увеличивается давление на крепь комплекса, на краевую часть пласта; Максимум опорного давления смещается к линии забоя, коэффициент концентрации напряжений увеличивается. Для условий пласта 21 максимальная^ скорость подвигания лавы не должна превышать 6 м/сут при длине лавы 140-160 м.

5. Установлено, что в условиях шахты «Ольжерасская-ТТовая» ОАО «УК «Южный Кузбасс» при отработке пласта 21 породы активной кровли склонны к зависанию и обрушаются поэтапно, в результате чего за крепью в завальной части лавы формируются различные схемы обрушения пород, отличающиеся мощностью обрушения, величиной отставания обрушенных пород от крепи, блочностью пород, которые оказывают разное влияние на процесс.выпуска угля.

В зависимости от высоты обрушения пород выделены три схемы выпуска угля: обрушение пород отсутствует или является незначительным, ЬОбР=0; обрушаются нижние слои кровли, мощность обрушения меньше вынимаемой мощности пласта, Ьобр^вын? обрушаются верхние слои кровли, мощность обрушения больше вынимаемой мощности пласта, Ь0бР ^„„ш

6. Разработаны рекомендации по корректировке элементов^ системы выпуска угля на завальный конвейер в зависимости от сформировавшихся в завальной части лавы за крепью схем выпуска угля: по изменению раздвижности крепи в незначительных пределах от 2,7 м до 3,5 м; по изменению угла установки ограждения крепи от 20° до 60°, при этом изменяются траектория движения угля на завальный конвейер и объём выпускаемого угля; по управлению процессом: выпуска угля с. помощью изменения угла установки хвостового ограждения относительно горизонта от 14° до 80°.

7. В процессе испытаний технологии установлены следующие значения параметров, характеризующих управляемый выпуск угля на завальный конвейер: время выпуска угля из-под одной секции крепи зависит от степени и равномерности разрушения угля подкровельной пачки; периодичности и высоты обрушения пород кровли и составляет в среднем 108 с; скорость выпуска упшизменяется от 3 до 17 т/мин при среднем значении 8,4 т/мин; объём выпуска угля из-под одной секции крепи изменяется от 5 до 9 т при среднем значении 8 ;3т; средний шаг выпуска составляет 0,8 м; средняя фактическая мощность подкровельной пачки составляет 5,8 м.

8; Выполненная оценка показателей надёжности технологической схемы отработки пласта 21 в лаве 21-1-5 позволила установить следующее: коэффициент готовности составляет 0,638, коэффициент неисправности - .0,567, наработка на отказ - 196 мин, время восстановления отказа - 111. мин.

По группе основного оборудования, входящего в состав механизированного комплекса, коэффициент готовности составляет 0,65, коэффициент неисправности - 0,46. Коэффициент готовности имеет наибольшие значение у завального конвейера - 0,839 и выемочного комбайна - 0,866, коэффициенты неисправности составляют, соответственно, 0,192 и 0,155.

9. Установлены особенности процесса газовыделения в очистной забой, которые определяются наличием двух площадей обнажения отрабатываемого пласта при использовании технологии с выпуском подкровельной толщи.

Разработанный комплекс технологических мероприятий по предупреждению самовозгорания угля в выработанном пространстве очистного забоя обеспечил эндогенную пожаробезопасность при отработке запасов выемочного участка 21-1-5 в условиях шахты «Ольжерасская-Новая».

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Ермаков, Анатолий Юрьевич, Москва

1. Итоги? работы угольной промышленности, за 2009 г. Аналитический обзор. Уголь, 2009, № 3. - С. 34-42.2: Саламатин АЛГ. Подземная разработка мощных, пологих угольных, пластов: М.: Недра,\1997. - 407 с: . ,

2. Калинин СИ. Геомеханическое обоснование параметров; технологии отработки^ пластов с труднообрушаемой кровлей в Кузбассе; /Управление состоянием; массива горных пород: Сборник научных трудов: -Кемерово. 1990. С. 4-11.

3. Громов Ю.В., Бычков Ю.Н., Кругликов В.И. Управление горным давлением- при разработке мощных пологих пластов угля. / Ю.В. Громов, Ю.Н. Бычков, В.И. Кругликов;- М.: Недра, 1985. 239 с.

4. Громов Ю.В1;, Самойлов; II.Ф. Разработка мощных пологих пластов без оставления целиков угля /Ю.В; Громов; Н.Ф. Самойлов // Уголь. 1978. - № 8. - С. 30-34.

5. Технологические схемы разработки; пологих и наклонных пластов Кузнецкого бассейна. / П.С Арсенов, Н.В. Бахтин, A.M. Рыжов и др. Прокопьевск: КузНИУИ, 1988. - 41 с.

6. Григорьев Г.Ф., Гапанович JI.H. Современный опыт разработки угольных пластов за рубежом / Г.Ф. Григорьев, JI.H. Гапанович.- М;: ЦНИЭИуголь, 1969. 76 с.

7. Манко A.A., Павлов И.И., Карлов К.Г. Перспективы улучшения технологии и средств выемки мощных пологих пластов / A.A. Манко, И.И. Павлов, К.Г. Карлов//Уголь. 1976: - № 8. - С. 12-16.

8. Шундулиди И. А*., Сенкус В.В., Соловьев A.C., Кайдо И.И. Развитие и выбор рациональной! технологии горноподготовительных работ на шахтах Южного Кузбасса с учетом геодинамики угольных месторождений. — Новокузнецк: НФИКемГУ, 2000. 148 с.

9. Шундулиди И.А., Калинин СИ., Егоров П.В., Храмцов В.И. Совершенствование технологии отработки мощных пластов Ольжерасского месторождения. Кемерово: Кузбассвузиздат, 2001. 63 с.

10. Шундулиди И.А., Козовой Г.И. Технология и механизация1 эффективной разработки пластов.- ИСПИН. 2001. 202 с.

11. Саламатин А.Г. Угольная промышленность России на пороге нового тысячелетия. Уголь № 1, 2000. С. 3-5.

12. Малышев Ю.Н., Зыков В:М. Угольная промышленность России в XXI веке. Уголь № 11, 2000. С. 51-55.

13. Мышляев Б.К. Состояние и направление раз вития комплексной механизации очистных работ на пологих пластах угольных шахт СССР. М.: ЦНИЭИуголь, 1990.

14. Малкин A.C., Пучков JI.A., Саламатин А.Г., Еремеев В.М. Проектирование шахт: Учеб. для вузов; Под ред. Л.А.Пучкова. М.: Изд-во Академии горных наук, 2000. -375 с.

15. Гринько Н.К., Архипов К.А. Повышение технического уровня угольной промышленности. М: Недра, 1991.- 222 с.

16. Зайденварг В.Е, Угольная сырьевая база России: состояние и перспективы развития. Уголь № 9, 1999 С. 10-13.

17. Каганович М.Н., Гапанович JI.H. Развитие технологии подземной разработки мощных угольных пластов. Обзор. М, ЦНИЭИуголь, 1971. -48 с.

18. Громов Ю.В. и др. Управление горным давлением "при разработке мощных пологих пластов. М.: Недра, 1995. - 239 с.

19. Жетесов! G.C. Совершенствование процессов угледобычи на мощных пологих пластах. Алма-Ата: Наука; КазССР^1980.240 с.26;МышляевЛЖ., Орлов A.A. и др. Крепление иуправлениекровлей в комплексно-механизированных очистных забоях. М.:Недра, 1993: 283с.

20. Журавлев Р.П., Демидов-В.И., Ремезов A.B. Исследования работы комплекса 1 КМ-144 при опытной эксплуатации на шахте «Октябрьская» // Уголь. 1992: - № 9:- С: 41-42:

21. Стариков A.B., Дарыкин И.Н. Очистным забоям высокопроизводительное и надежное оборудование // Уголь. - 2000. - № 8. - С. 25-29.

22. Ялевский В .Д. Эволюция- и перспективы; развития горнотехнологической структуры шахты//Уголь. 1992. -№ 8. -С. 22-23.

23. Калинин СИ., Лютенко А.Ф:, Егоров n.B.j Дьяконов C.F. Управление горным давлением при разработке пологих пластов с труднообрушае-мой кровлей. Кемерово: Кем. кн. из-во, 1991. - 248 с.

24. Запреев СИ. Выпуск угля из-под гибкого металлического перекрытия при разработке мощных угольных пластов Кузбасса // Исследования по вопросам горного дела в Кузбассе: М: Недра, 1966. - С. 20-30:

25. Панов В.И: Лабораторные исследования вибровыпуска угля; из межслоевой толщи при применении крепи КТУ // Исследования по вопросам горного дела в Кузбасса: Сб. науч. тр. Прокопьевск, 1968. - № 16. - С. 62-69.

26. Запреев СИ., Славолюбов В.В. Закономерности выпуска угля из-под гибкого металлического перекрытия // Исследования по вопросам горного дела: Сб. науч. тр. Кемерово: Кем. кн. из-во, 1969. - № 14. - С. 42-51.

27. Саламатин А.Г., Мытнляев Б.К. Создание механизированных крепей комплексов для выемки мощных пластов: Уголь №11, .1996. С. 12-16.

28. Громов Ю.В., Бычков Ю.Н., Кругликов В.И. Управление горным давлением' при разработке мощных, пологих пластов угля. / Ю.В. Громов, Ю:Н1 Бычков, В:И. Кругликов.г М!::Недра; 1985. 239 с.

29. Гапанович Л.Н., .Брайцев А.В., Лаврухина- Д.Я. Целесообразность одноразовой отработки механизированным, комплексом пологих пластов мощностью 6 м / Л.Н. Гапанович, А.В. Брайцев,. Д.Я. Лаврухина // Уголь. 1997. - № 7. - С. 12-15.

30. Арсенов* Н.С. Разработка угольных пластов в сложных горногеологических условиях / Н.С. Арсенов,-А.И: Петров, А.П. Широков.-Кемерово: Кн. Изд-во, 1984. 192с.

31. Малышев Ю.Н. Современные подходы- к рентабельному освоению угольных месторождений // Уголь. 2000: - № 3. - С.37-42.

32. Саламатин А.Г., Мышляев Б.К. Анализ особенностей устройства механизированных крепей для мощных пластов / А.Г. Саламатин, Б.К. Мышляев // Уголь. 1997. -№3. - С. 9-13.

33. Управление горным давлением при разработке пологих пластов с труднообрушаемой кровлей на шахтах Кузбасса. / СИ: Калинин, А.Ф. Лютенко, П.В. Егоров и др. Кемерово: Кемеровское кн. изд-во, 1991. -247 с.

34. Калинин СИ. Геомеханическое обоснование параметровтехнологии отработки пластов с труднообрушаемой кровлей в Кузбассе^ /Управление состоянием массива горных пород: Сборник научных трудов. -Кемерово. 1990. С. 4-11.

35. Калинин СИ: Повышение эффективности разработки пологих и наклонных пластов с труднообрушаемой кровлей: Дис. д-ра техн. наук. -Кемерово: Институт угля СО РАН; 1993. 50 с.

36. Черняк И.Л., Ярунин С.А. Управление состоянием массива горных пород / И.Л.Черняк, С.А. Ярунин. М.: Недра, 1995'. - 395с.

37. Дочев П.П. Обоснование параметров» технологии разработки мощных пологих пластов с управлением процессами разрушения подкровельной толщи: Автореферат канд. дисс. Кемерово: ИИУ СО РАН, 1999.-18 с.

38. Обобщение опыта работы и определение параметров и области применения крепи КТУ-2 на шахтах Кузбасса / Н.П. Кораблин, М.И. Середенко, В.П. Белов и др. / Исследования по вопросам горного дела.Сб. № п, КузНИУИ. М.: Недра, 1966. - С. 88-94.

39. Механизированная крепь 20КПВ-70К // Уголь, 1991, № 12. -С. 11-15.

40. Крепь механизированная МКЮ.4В-17/30. Проспект. Юрга, Юрмаш. - 1 с.

41. Рекомендации по выбору параметров управления кровлей, крепей и конструктивных элементов основных систем разработки для мощных пластов. Л.: ВНИМИ, 1976. ,

42. Обоснование-рациональных параметров раскройки мощного пласта на слои для отработки с выпуском подкровельной пачки. Отчет по научно-исследовательской работе: КузНИУИ. арх. №-6225. Прокопьевск, 1998. -164 с.

43. Мышляев Б.К. О направлениях развития техники и технологий очистных работ на шахтах РФ // Уголь. 1999. -№ 4. - С. 39-43.

44. Лаврик В.Г., Ногих СР., Кушнеров Ю.П. и др. Прогресс технологии и техники угледобычи на шахтах Южного Кузбасса. Кемерово, Кузбассвузиздат, 2000: - 176с.

45. Шундулиди И.А. Направление повышения эффективности горных работ на шахте им. В.И".Ленина. Под ред. В.В.Сенкуса. Библиотека сборника «Математические и экономические модели в оперативном управлении производством». Выпуск № 6 / М.: Электрика, 2000. 39 с.

46. Файтанг Ф., Диан Ц. Комплексно-механизированная выемка мощных пластов и тенденции ее развития в Китае // Труды международного конгресса по комплексно-механизированной выемке с высокой нагрузкой и эффективностью. Пекин, 1992. - С. 1-13.

47. Угольная промышленность за рубежом. Горная промышленность / В.Е. Зайденварг, Н.И. Гаркавенко, B.C. Афендиков и др. М, 1993. - 389 с.

48. Потапенко В.А., Грицаюк Б.И. Совершенствование технологии разработки мощных пологих и наклонных пластов. Уголь № 2, 1990. С. 13-15.

49. Совершенствование технологии и средств комплексной механизации выемки мощных пологих пластов с выпуском угля подкровельной толщи / Обзор. М.: ЦНИЭИуголь, 1977. - 81 с.

50. Гапанович Л.Н., Левинтант Р.Г., Лаврухина Л.Я.Разработка мощных пологих пластов угля, склонного к самовозгоранию. М., 1988. - 54 с.

51. Пан-Ле, Жен-Хуичин. Состояние разработки угольных месторождений с крутыми пластами в Китае // Разработка угольных пластов крутого падения: Сб. докладов первого Китайско-Российского семинара. Прокопьевск. 1994. - С. 45-60.

52. Чжу В.Н., Рангин H.A., Животягин A.M. Разработка мощных пологих пластов с использованием сетчато-цепных перекрытий. — Уголь, № 5, 1991.-С. 13-15:

53. Разработка мощных пластов механизированными крепями с регулируемым выпуском угля / В.И. Клишин, Ю.С. Фокин, Д.И. Кокоулин, Куба-нычбекуулу. Новосибирск: Наука, 2007. - 135 с.

54. Василенко^ Н.К. Повышение эффективности механизированной выемки мощных пологих пластов с труднообрушаемой кровлей и опасных по горным ударам: Автореферат канд. дисс. Кемерово: КузГТУ, 1998. -17 с.

55. Андранович В.А.,, Пензин В.И: Проявление горного давления-при одновременной отработке слоев в условиях труднообрушающейся кровли /В.А. Андранович, В.И. Пензин //Уголь. 1990. - № 12. -С. 15-18.

56. Гапанович Л.Н., Калинин СИ., Мирошников Г.И. Исследование закономерностей проявления горного давления в условиях руднообрушающейся кровли / Л.Н. Гапанович,С.И. Калинин, Г.И. Мирошников // Уголь. 1989. - № 12. - С. 6-9.

57. Разработка мощного угольного пласта тремя наклонными слоями механизированными комплексами в Карагандинском бассейне / П.К. Матонин, А.И. Фомичев, В.П. Панкратов и др. // Уголь. 1970. - № 6. - С. 22-26.

58. Методика проведения наблюдений в монтажной камере 21-1-5 пласта 21 шахты ОАО "Разрез "Ольжерасский".- Прокопьевск, филиал КузГТУ, 2006.

59. Акт испытаний анкерной крепи А20В, производства "Кузбасспром-сервис", АК-01 производства ООО "РАНК" на прочность закрепления-в шпуре.- Междуреченск, 2006.

60. Временные указания по управлению горным давлением в очистных забоях на пластах мощностью до 3,5м с углом падения до 35°. Л., ВНИМИ, 1982. - 136с.

61. Разработать технологию отработки мощных пологих пластов слоями в восходящем порядке. /Отчёт по научно-исследовательской работе 05925070000: КузНИУИ.- Прокопьевск, 1991.- 63с.

62. Акт шахтных испытаний канатных анкеров-АК-01 на несущую способность и прочность закрепления в кровле пласта 21 в районе вентиляционного штрека 21-1-3 и монтажной камеры 21-1-5 в условиях шахты ОАО "Разрез "Ольжерасский".- Междуреченск, 2006.

63. Заключение №16 от 19.05.2006г. Экспертизы промышленной безопасности "Проекта крепления монтажной камеры 21-1-5 пласта 21 в условиях шахты ОАО "Разрез "Ольжерасский". Прокопьевск, 2006.

64. ГОСТ Р. 52152-2003. Крепи механизированные для лав. Основные параметры. Общие технические требования. Методы испытаний. Госстандарт России.-М.: 2004.

65. Расчёт и экспериментальная оценка напряжений в целиках и краевых частях пласта угля. (Методические указания). Л.: ВНИМИ, 1973. -130с.

66. Методика эксплуатационных испытаний технологии отработки пласта 21 в условиях шахты "Ольжерасская" ОАО "Разрез Ольжерасский" с выпуском подкровельной угольной пачки. Прокопьевск, 2006.- 45с.

67. Руководство по проектированию вентиляции угольных шахт. Макеевка-Донбасс, 1989. 311с.

68. Рекомендации по расчёту параметров дегазации выемочного участка лавы 21-1-5 шахты "Разрез Ольжерасский" при использовании экспериментальной технологии отработки мощных угольных пластов.

69. Мясников A.A. "Проветривание горных выработок при различных системах разработки". Госгортехиздат. 1962.

70. Шило ЛЯ. "Влияние скорости подвигания лавы на её метанообипьносгь в условиях одиночного пласта". Технология и экономика угледобычи. 1965, №3.

71. Мясников A.A., Мащенко И.Д. "Метановыделение из пласта при различной скорости, подвигания очистного забоя". Вопросы безопасности в угольных шахтах: Труды ВостНИИ. Т.4. М., "Недра", 1964".

72. Кузнецов С.В., Трофимов В А. "Природа и механизм формирования газопроницаемых зон в угольных пластах". ФТПРПИ, 1999, №1.

73. Рекомендации по расчёту параметров проветривания выемочного участка лавы 21-1-5 шахты "Разрез Ольжерасский" при использовании экспериментальной технологии отработки мощных угольных пластов. Кемерово, ВостНИИ, 2006. 22с.

74. Руководство по применению способов торможения развития самонагревания угля в выработанных пространствах полей шахт, Кемерово, 1986. -60с.

75. Инструкция по противопожарной защите угольных шахт. (Инструкция к Правилам безопасности в угольных шахтах). М.: 1996. - 352с.