Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Обоснование высоты уступа при углубочно-сплошных системах разработки СВИТ угольных пластов

ВАК РФ 25.00.21, Теоретические основы проектирования горно-технических систем

Автореферат диссертации по теме "Обоснование высоты уступа при углубочно-сплошных системах разработки СВИТ угольных пластов"

На правах рукописи

Штейнцайг Михаил Романович

ОБОСНОВАНИЕ ВЫСОТЫ УСТУПА ПРИ УГЛУБОЧНО-СПЛОШНЫХ СИСТЕМАХ РАЗРАБОТКИ СВИТ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ

Специальность 25.00.21. - "Теоретические основы проектирования

горнотехнических систем"

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

004604081

Москва 2010

004604081

Диссертация выполнена в ГОУ ВПО «Московский государственный горный университет»

Научный руководитель Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Коваленко Владимир Сергеевич

доктор технических наук, профессор Чаплыгин Николай Николаевич; кандидат технических наук Сеинов Николай Павлович

Ведущая организация:

ЗАО «Гипроуголь», г. Новосибирск

Защита диссертации состоится « 03 у, 06 2010 года в № ~ час. на заседании диссертационного совета Д 212.128.03 при Московском государственном горном университете по адресу: 119991, Москва, Ленинский проспект, д.6

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного горного университета.

Автореферат разослан « 06у> 0$ 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор

И.Н. Савич

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Стратегия развития отечественного топливно-энергетического комплекса, возрастающая потребность металлургии в коксующихся углях и перспективы практического освоения технологий гидрогенизации с целью производства угольной продукции нетопливного назначения в своей совокупности предопределяют опережающие темпы развития отрасли, которые в планируемой перспективе должны быть обеспечены преимущественно за счет открытого способа разработки вновь осваиваемых месторождений минерального ископаемого. При этом лидирующая роль по-прежнему будет сохраняться за Кузнецким угольным бассейном, где пригодные для открытой угледобычи запасы в основном сосредоточены в месторождениях, представленных свитами наклонных и крутопадающих пластов.

Как следует из теории, подтвержденной практикой открытой угледобычи, в таких горно-геологических условиях предпочтение следует отдавать ресурсосберегающим углубочно-сплошным системам разработки, предусматривающим на начальном этапе освоения месторождения строительство карьера первой очереди с целью формирования и последующего активного использования техногенного ресурса выработанного пространства в период эксплуатации карьера для размещения разрабатываемых вскрышных пород.

Практическая реализация этого ресурса, способствующая рационализации режимов природопользования, представляется возможной за счет оптимизации параметров элементов этой системы разработки, обобщаемых высотой уступа карьера.

Анализ общеотраслевого опыта проектирования показывает, что с учетом требований действующих правил безопасности высота уступа определяется проектно на основании анализа горно-геологических условий залегания полезного ископаемого и технических характеристик планируемого к применению экскаваторного оборудования и, как правило, принимается для традиционных углубочных продольных систем разработки на уровне максимальных допустимых значений, соответствующих высоте или полуторной высоте черпания экскаватора. Для углубочно-сплошных систем разработки при поперечном расположении фронта работ и целенаправленном управлении техногенным ресурсом выработанного пространства заданной проектом определенной приемной способности применение общеотраслевых рекомендаций по выбору высоты уступа без проведения специальных исследований по данному вопросу может привести при проектировании к принятию ошибочных решений, что отрицательно скажется на эффективности инвестиционных проектов нового производственного строительства.

Изложенное актуализирует научно-практическую задачу обоснованного выбора этого технологического параметра при проектировании угледобывающих предприятий с применением углубочно-

сплошных систем разработки характерных для Кузбасса свит наклонных и крутопадающих угольных пластов.

Объектами исследования являются угольные месторождения Кузбасса, представленные свитой пластов наклонного и крутого падения суммарной мощностью от 100 до 200 м; углубочно-сплошные системы разработки; технологические параметры элементов системы разработки.

Цель исследований заключается в обосновании рациональной высоты уступа карьера, что позволит повысить эффективность углубочно-сплошных систем разработки и инвестиционную привлекательность проектов нового производственного строительства с соблюдением условий рационализации режимов природопользования при освоении характерных для Кузбасса свитовых угольных месторождений.

Основная идея работы заключается в управлении проектными параметрами элементов углубочно-сплошных систем разработки и создаваемого техногенного ресурса выработанного пространства карьера с целью повышения эффективности и инвестиционной привлекательности проектов нового производственного строительства.

Научные положения, разработанные лично соискателем, и их новизна:

1. Высота уступа является обобщающим проектным параметром элементов углубочно-сплошных систем разработки, оказывающим влияние на технико-экономические и экологические показатели открытой угледобычи, а также на эффективность инвестиций, направляемых на строительство карьера первой очереди, оцениваемые на основе впервые установленных их зависимостей от данного технологического параметра с учетом его влияния на эффективность использования выработанного пространства карьера.

2. Эффективность углубочно-сплошных систем разработки свит угольных пластов повышается за счет активного использования техногенного ресурса выработанного пространства карьера первой очереди для размещения разрабатываемых вскрышных пород, что достигается управлением проектным параметром системы разработки - высотой уступа с учетом горно-геологических и горнотехнических условий на этапах разработки месторождения.

3. Выбор проектной высоты уступа должен основываться на совокупном учете оптимизированных технико-экономических показателей угледобычи в период эксплуатации карьера и эффективности инвестиций при строительстве карьера первой очереди. Область рациональных значений высоты уступа в зависимости от горно-геологических условий залегания свиты угольных пластов и глубины карьера первой очереди изменяется в пределах от 0,7 до 1,0 высоты черпания применяемых экскаваторов.

Научное значение характеризуется установленными зависимостями изменения результирующих технико-экономических показателей угледобычи от высоты уступа, а также разработанной методикой выбора проектной

высоты уступа при углубочно-сплошных системах разработки характерных для Кузбасса свит угольных пластов.

Практическое значение заключается в обосновании рациональной высоты уступа для различных горно-геологических и горнотехнических условий разработки свит угольных пластов месторождений Кузбасса при применении углубочно-сплошных систем разработки.

Достоверность результатов исследований, обоснованность научных положений и выводов обеспечиваются:

-корректным использованием апробированных методов научных исследований, включающих систематизацию и обобщение результатов ранее проведенных изысканий, детерминированный факторный анализ с применением интегральных и логарифмических приемов оценки исследуемых показателей, экономико-математическое моделирование и статистическую обработку данных с применением современного программного обеспечения;

-сходимостью результатов исследований со среднестатистическими отчетными данными предприятий-аналогов, эксплуатирующих ресурсную базу угольных месторождений Кузбасса в сопоставимых горногеологических условиях;

-применением общепринятых в мировой практике критериев оценки инвестиционного потенциала намечаемых к реализации проектов нового производственного строительства.

Реализация выводов и рекомендаций работы. Результаты исследования приняты к использованию ЗАО «ГИПРОУГОЛЬ» при обосновании проектного параметра высоты уступа разреза «Черёмшанский».

Апробация результатов исследований. Основные положения, обобщенные выводы и рекомендации диссертационной работы одобрены научными семинарами кафедры технологии, механизации и организации открытых горных работ МГГУ, научными симпозиумами «Неделя горняка», научно-техническими советами ОАО «Кузбассразрезуголь», ООО «УК Прокопьевскуголь», ООО «Разрез «Черемшанский», ЗАО «Научно-производственная компания «Росуглепром», ООО «Инженерный центр».

Публикации. Основные положения диссертационной работы опубликованы в пяти статьях в научной периодике, рекомендованной ВАК РФ, и в сборниках научных трудов молодых ученых и специалистов МГГУ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, содержит 27 таблиц, 35 рисунков и перечень литературных источников из 117 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Планируемая перспектива развития отечественной угольной промышленности предопределяет необходимость интенсификации открытого способа добычи минерального ископаемого преимущественно в восточных районах страны. Здесь помимо вновь осваиваемых крупнейших

месторождений Забайкалья, Эльгинского геолого-экономического района в Южной Якутии и Сырадайского на севере Красноярского края, как и прежде, лидирующая роль отводится Кузнецкому угольному бассейну.

Результаты технико-экономического обоснования кондиций ресурсной базы Кузбасса показывают, что примерно 85% общих балансовых запасов угля, доступных открытому способу добычи, сосредоточены в свитах пластов наклонного и крутого падения. Их количество варьируется в пределах от 1016 до 35-60 при суммарной мощности до 200-220 м.

В таких горно-геологических условиях, как следует из теории и практики открытой угледобычи, приоритет отводится ресурсосберегающим технологиям открытой разработки, предусматривающим использование выработанного пространства карьера как техногенного ресурса для размещения основных объемов разрабатываемых вскрышных пород.

Эта концепция, сформулированная в основополагающих трудах профессора Шешко Е.Ф., академиков Ржевского В.В., Мельникова Н.В., Трубецкого К.Н., получила развитие в научных исследованиях докторов и кандидатов технических наук Арсентьева А.И., Анистратова Ю.И., Богданюка В.Е., Бубиса Ю.В., Буянова Ю.Д., Вызова В.Ф., Васильева Е.И., Виницкого К.Е., Галкина В.А., Ганицкого В.И., Гурьянова В.В., Дриженко А.Ю., Ермолаева В.А., Ильина С.А., Истомина В.В., Каплунова Д.Р., Киковки В.Е., Ковалевского В.А., Коваленко B.C., Колесникова В.Ф., Кононенко Е.А., Корякина А.И., Красавина А.П., Кумченко H.H., Лажко В.Т., Мацко H.A., Михальченко В.В., Муратова Х.Ш., Новожилова М.Г., Потапова М.Г., Пешкова A.A., Просандеева Н.И., Резниченко С.С., Репина Н.Я., Романенко Д.В., Романова С.М., Рутковского Б.Т., Самородова Ю.П., Симкина Б.А., Супруна В.И., Тартаковского Б.Н., Терентьева В.И., Томакова П.И., Чаплыгина H.H., Чиркова A.C., Шапаря А.Г., Юматова Ю.П., Яковлева В.Л., Ялтанца И.М., Абдибекова Н.К., Барсукова М.И., Заровненко О.В., Меньшонка П.П., Ненашева A.C., Плотникова Е.П., Протасова С.И., ТаланинаВ.В. и многих других ученых.

Одним из направлений повышения эффективности использования техногенного ресурса выработанного пространства за счет ускоренного перехода на внутреннее отвалообразование является применение углубочно-сплошных систем разработки.

В характерных для Кузбасса горно-геологических условиях при углубочно-сплошных системах разработки свит наклонных и крутопадающих пластов технология отработки карьерного поля сводится к следующему (рис. 1). На этапе подготовки к освоению запасов оконтуренного участка месторождения на одном из его флангов создается карьер первой очереди, глубина которого невелика по сравнению с предельной глубиной отработки на противоположном фланге. При формировании карьера первой очереди, как правило, применяется углубочная продольная система разработки, предусматривающая

размещение вскрышных пород во внешних отвалах. Далее отработка запасов угля осуществляется по углубочно-сплошной поперечной системе разработки: горные работы ведутся по всей высоте рабочей зоны; фронт горных работ развивается по простиранию пластов; горные работы получают относительно интенсивное развитие в плане, которое через определенные промежутки времени чередуется с их углублением. При таком технологическом порядке отработки карьерного поля формируется наклонное дно карьера с параметрами, обеспечивающими эффективное складирование основных объемов вскрышных пород в выработанном пространстве карьера.

А-А

А Т

1- карьер первой очереди; 2 - внутренний отвал; 3 - рабочий борт; 4 - дно карьера; 5 - система вскрьаающих трасс

Рисунок 1- Принципиальная технологическая схема разработки свиты крутопадающих пластов угля по углубочно-сплошной системе разработки

Известно, что высокая эффективность углубочно-сплошных систем разработки достигается в основном за счет кратного снижения расстояния транспортирования вскрышных пород и землеемкости угледобычи по сравнению с традиционными технологиями, основанными на углубочных системах разработки с внешним отвалообразованием.

Это достигается за счет активизации техногенного ресурса выработанного пространства карьера, когда основные объемы разрабатываемых вскрышных пород размещаются во внутреннем отвале. Потенциал этого ресурса, который обычно определяется приемной способностью внутреннего отвала, зависит как от главных параметров карьера на всех этапах разработки, так и от проектных параметров элементов углубочно-сплошных систем разработки. Среди последних следует выделить

высоту уступа рабочей зоны карьера, которая формируется на начальном этапе разработки, а именно, при строительстве карьера первой очереди. Значимость этого проектного параметра доказывается теорией и практикой открытых горных работ. Многочисленные рекомендации по рациональным значениям этого технологического параметра касаются в основном решения таких задач горного производства, как повышение эффективности производственных процессов, снижение потерь и разубоживания полезных ископаемых, управление текущими объемами горных работ, обеспечение безопасных условий ведения горных работ и т.п. Все эти исследования ограничены, как правило, традиционными углубочными продольными системами разработки.

В условиях применения перспективных углубочно-сплошных систем разработки, основанных на целенаправленном управлении техногенным ресурсом выработанного пространства, его влияние на результирующие показатели функционирования технологической системы существенно повышается.

-Так, в работе установлено, что уменьшение объемов горнокапитальных работ и среднего коэффициента вскрыши в границах карьера первой очереди, увеличение приемной способности внутренних отвалов и соответственно снижение дальности транспортирования вскрышных пород, уменьшение землеёмкости открытой угледобычи и экологической нагрузки на окружающую среду, минимизация капитальных затрат и сроков освоения производственной мощности угледобывающего предприятия представляются возможными за счет управления высотой отрабатываемого уступа Ну, как обобщающего технологические параметры элементов углубочно-сплошных систем разработки.

Это актуализирует проблему установления взаимосвязи Ну с результативными технико-экономическими и экологическими показателями эффективности открытой угледобычи и планируемым инвестиционным потенциалом проектов нового производственного строительства в характерных условиях горного производства при освоении ресурсной базы месторождений Кузбасса, представленных свитами наклонных и крутопадающих угольных пластов.

Высота уступа определяет такие главные параметры карьера первой очереди, как длина его дна, углы откосов рабочих и нерабочих бортов карьера, объем горной массы (объем карьера), вскрышных пород и угля в его границах, средний коэффициент вскрыши и ряд других параметров. Так, с ростом высоты уступов практически в пропорциональной зависимости увеличивается длина дна карьера первой очереди, определяемая из условия размещения на нижнем горизонте не менее двух съездов и площадки для маневров автосамосвалов:

ЬД=2*(НУ* 1000)ЛР + 100, (1)

где Ьд - длина дна карьера первой очереди, м; ¡р - руководящий уклон трассы, %о; Ну- высота уступа, м.

С увеличением высоты уступов и соответственно длины дна карьера возрастают его главные параметры, в том числе объем, что ведет к дополнительным затратам, связанным с необходимостью перемещения этого объема во внешние отвалы.

Однако при этом сокращается количество рабочих площадок, транспортных берм и берм безопасности. Формирование при этом более крутых откосов рабочих и нерабочих бортов карьера в определенной степени устраняет вышеназванный недостаток.

Разнонаправленное влияние высоты уступа на эти главные параметры карьера первой очереди отражается на характере изменения объемов горной массы, вскрышных пород и вовлекаемых в разработку запасов угля. Анализ полученных зависимостей показывает, что по мере относительного увеличения высоты уступа объем разрабатываемой горной массы нелинейно сокращается (рис.2). Причем градиент изменения данного параметра уменьшается с увеличением высоты уступа. Наиболее интенсивное изменение отмечается при высоте уступа менее 8-12 м, когда каждому метру приращения этого параметра соответствует увеличение объема карьера первой очереди в среднем на 3 млн. м3. При высоте уступа более 12 м интенсивность изменения этого параметра уменьшается практически в 3 раза. Это объясняется прежде всего снижением интенсивности сокращения объема карьера при увеличении результирующих углов бортов карьера: рабочего - с 15° до 21°; нерабочих бортов: с 20° до 28° - борта с транспортными бермами; с 47° до 51° - борта с бермами безопасности; с 32° до 43° - торцевого борта с площадками для разгрузки автосамосвалов._

' Ур . ри И4 '—'V- 1\\ сатгы угольных пластов: - 20?«

----150 и ■ -----100м

к ^Л ^

ч г^-®Г2000у

ЧЧ\ " V» _ ■

\у; * «С! «ч. ^

- тиг^—■—■_

'---

5 10 15

Рисунок 2- График зависимости объема карьера первой очереди от высоты уступов при различной протяженности формируемого фронта горных работ (Ьф) и горизонтальной мощности свиты угольных пластов (М)

Примерно такой же характер изменения результирующих показателей отмечен при исследовании объема запасов угля, вовлекаемых в разработку при формировании карьера первой очереди. Так, при высоте уступа 10-12 м и

мощности свиты пластов 100 м объем добываемого угля составит лишь 50% по сравнению с вариантом, когда высота уступа равна 5 м. Это объясняется сокращением запасов угля, вовлекаемых в разработку со стороны торцевых бортов карьера (рабочего и нерабочего). Установлено, что данные параметры связаны обратно пропорциональной зависимостью. Причем с увеличением высоты уступа более 10-12 м интенсивность снижения объема угля резко падает независимо от суммарной мощности разрабатываемой свиты пластов и глубины карьера первой очереди.

На основании вышеприведенных исследований в работе были установлены зависимости среднего коэффициента вскрыши в границах карьера первой очереди от высоты уступов (рис. 3). Зависимость носит нелинейный характер: по мере относительного увеличения высоты уступов до 8-12 м практически независимо от глубины карьера первой очереди наблюдается интенсивное снижение среднего коэффициента вскрыши. С дальнейшим увеличением высоты уступов этот исследуемый параметр, определяющий во многом горнотехнические условия разработки, практически не изменяется.

Вышеприведенные результаты исследований влияния высоты уступа на главные параметры карьера первой очереди хотя и имеют важное значение, но недостаточны для принятия окончательного решения по выбору рационального значения этого технологического параметра. Как было отмечено выше, основное преимущество углубочно-сплошных систем разработки достигается в основном за счет эффективного использования техногенного ресурса выработанного пространства для размещения внутренних отвалов вскрышных пород, разрабатываемых в период эксплуатации карьера.

коэффициента вскрыши в границах карьера первой очереди от высоты уступов

В работе установлены зависимости изменения приемной способности выработанного пространства карьера от высоты уступов, которые имеют

также нелинейный характер. Приемная способность интенсивно снижается с увеличением высоты уступов до 8-10 м, что существенно влияет на распределение объемов вскрыши, разрабатываемой в начальные периоды эксплуатации карьера, между внешним и внутренним отвалами.

С учетом рекомендаций по выбору рационального соотношения между высотой отвальных ярусов внутреннего отвала и высотой уступа для каждого этапа его формирования, что было доказано независимыми исследованиями других авторов, в работе была установлена следующая корреляционная связь относительного изменения приемной способности формируемого внутреннего отвала ДС)0 (%) с высотой уступа карьера Ну (м):

Д(20 = 297,4 Ну (2)

(при п= 0,84).

График данной зависимости представлен на рис. 4.

При принятой в расчетах минимальной высоте уступа, равной 5 м, достигается наибольшая приемная способность. Она условно принимается в работе за 100%. По мере увеличения высоты уступа приемная способность нелинейно снижается. Так, например, при высоте уступа 12 м она сокращается практически в два раза, что, безусловно, отрицательно сказывается на результирующих показателях эффективности углубочно-

выработанного пространства от высоты уступа

Все это свидетельствует о существенном влиянии исследуемого параметра на распределение объема вскрыши между внешним и внутренним отвалами, что, безусловно, отражается на расстоянии перемещения вскрышных пород (рис. 5) и соответственно транспортных затратах. Кроме того, изменяются площади земель, отчуждаемых под внешние отвалы, а

также объемы выбросов вредных веществ в атмосферу от работы автотранспорта.

Детерминированный факторный анализ полученных в работе зависимостей энергопоглощения и затрат на транспортирование вскрыши показывает, что заметное их сокращение возможно при высоте уступов менее 8-12 м, при которых создаются технологические условия размещения основных объемов вскрыши во внутреннем отвале. В то же время увеличение высоты уступа более 12-15 м не оказывает существенного влияния на эти показатели, т.к. приемная способность выработанного пространства практически стабилизируется на довольно низком уровне (порядка 44-50% от максимального его значения при Ну=5 м).

Из полученных результатов исследований следует, что с уменьшением высоты уступа увеличивается объем внешнего отвалообразования при формировании карьера первой очереди. Однако при этом создаются условия для активного использования техногенного ресурса выработанного пространства карьера для размещения основных объемов вскрыши, разрабатываемой в период эксплуатации предприятия, что отражается положительно на себестоимости добычи угля и дохода от его реализации. Сказанное подтверждается полученными зависимостями среднего расстояния транспортирования вскрышных пород на этапе формирования карьера первой очереди, а также средневзвешенного расстояния в начальный период эксплуатации карьера, когда объемы вскрыши распределяются между внутренним и внешним отвалами в зависимости от приемной способности выработанного пространства на различных этапах развития

пород при формировании карьера первой очереди (1) и средневзвешенного расстояния транспортирования в начальный период эксплуатации карьера (2) от высоты уступа

С активизацией техногенного ресурса выработанного пространства за счет управления высотой уступа снижается себестоимость добычи угля ввиду сокращения в основном транспортных расходов.

При анализе транспортных затрат в работе использовался известный инженерный метод оценок, основывающийся на учете величины энергопоглощения в этом технологическом процессе.

Проведенным анализом установлено, что энергопоглощение при внутреннем отвалообразовании примерно в 2,5 раза ниже по сравнению с вариантом, предусматривающим внешнее отвалообразование. Полагая, что энергопоглощение пропорционально финансовым затратам 3-^, с точностью, приемлемой для оценочных расчетов и предпроектных изысканий, была установлена корреляционная зависимость относительного снижения затрат ДЗтр (%):

ДЗчр-23,1 Л» 1^-100,1 (3)

(при г= 0,87).

Вместе с тем кроме снижения себестоимости добычи угля следует отметить, что доходная часть проекта в существенной мере зависит также от обеспечиваемых показателей полноты и качества извлечения угля.

Принятие обоснованного решения о предпочтительной высоте уступа при разработке свиты угольных пластов, представленной пластами мощностью от 1,0 до 20,0 и более метров, различающихся по строению, углам падения, запасам и качественным характеристикам угля, в большинстве случаев возможно только по результатам моделирования различных вариантов отработки свиты и сопоставления результирующих показателей.

Отличительная особенность поперечных систем разработки свит угольных пластов заключается в том, что в пределах каждого уступа в отработку одновременно вовлекаются все пласты свиты по всей высоте рабочей зоны карьера. Причем при одной и той же высоте уступа отрабатываются как маломощные, так и пласты средней и большой мощности. Если при продольных системах разработки, которым посвящен целый ряд исследовательских работ, повышение качества выемки пластов малой мощности зачастую достигается за счет отработки подуступами, то при поперечных системах, в условиях динамично развивающейся рабочей зоны карьера, реализация этого технологического приема трудноосуществима. Поэтому принимаемая при проектировании высота уступа будет единой для условий отработки всех пластов, независимо от их мощности, строения, угла падения и качества угля.

Учитывая эту особенность, предлагается оценивать высоту уступа с позиции стоимостной оценки извлекаемых запасов угля на рабочем горизонте в зависимости от горно-геологических и горнотехнических условий разработки. В этих целях в работе исследовались такие вопросы, как влияние высоты уступа на величину потерь угля, изменение зольности и рыночной стоимости добываемого угля, производительность добычного

оборудования, изменение эксплуатационных затрат применительно к характерным горно-геологическим условиям месторождений Кузбасса при свитовом залегании угольных пластов.

Результаты моделирования влияния высоты отрабатываемого уступа на зольность извлекаемого угля из свит пластов в лицензионных границах ряда угледобывающих предприятий Кузбасса, на которых возможно применение углубочно-сплошных систем разработки, могут быть проиллюстрированы графиками, представленными на рис. б. Как видно, увеличение высоты уступа влечет за собой повышение зольности добываемого угля на всех анализируемых предприятиях. Это обстоятельство обусловлено главным образом сложностью отработки породо-угольного контакта из-за конструктивных особенностей траектории черпания ковша экскаватора. При этом в зависимости от превалирующей мощности угольных пластов изменяется темп роста зольности добываемого угля: чем меньше суммарный объем запасов в пластах малой мощности, тем меньшее негативное влияние на качественные характеристики добываемого угля по предприятию в целом оказывает увеличение высоты уступа._

22

20

I

I

18

16

14

I

12

!

10

Рисунок б- График зависимости средней зольности добываемого угля от высоты уступа

Так, на Распадском разрезе в отработку вовлечена свита из 25 пластов, мощность которых изменяется от 0,6 до 10 м. Практически половина пластов относятся к маломощным, но содержат лишь 25% запасов угля. С учетом одновременного вовлечения в отработку всех пластов свиты снижение высоты уступов до рекомендуемых в действующем проекте значений 4-5 м, призванное улучшить качественно-количественные показатели извлечения маломощных пластов, снижает эффективность отработки более- мощных пластов в условиях поперечных систем разработки и не обеспечивает ожидаемого положительного эффекта, так как относительное увеличение рыночной стоимости добываемого угля перекрывается ростом

эксплуатационных затрат. Поэтому в данных горно-геологических условиях наибольший экономический эффект достигается в случае обеспечения рациональных условий отработки пластов средней мощности, содержащих основные объемы угля. Применительно к условиям данного разреза, с позиции полноты и качества извлечения угля, область рациональных высот уступов может быть ограничена в пределах от 8 до 12 м в зависимости от глубины карьера.

При обосновании высоты уступа для разреза «Виноградовский» определяющим является обеспечение рациональных условий отработки пластов малой и средней мощности, в которых содержатся основные запасы угля (порядка 60%). Область рациональных высот уступов по данному критерию может быть ограничена в пределах от 6 до 10 м в зависимости от текущей глубины карьера.

Из результатов проведенных исследований следует, что в характерных условиях открытой угледобычи в Кузбассе при углубочно-сплошных системах разработки с позиции полноты и качества извлечения запасов угля обобщенная область рациональных значений высоты уступов оценивается в пределах 6-12 м.

Одновременно в условиях относительного уменьшения высоты отрабатываемого уступа имеет место снижение производительности выемочно-погрузочного оборудования. Коэффициент среднего снижения производительности на горизонте определяется на основании анализа конструктивных кинематических особенностей процесса черпания экскаватора, мощности отрабатываемой стружки за единичный цикл и связанного коэффициента наполнения ковша применительно к конкретным горно-геологическим и горнотехническим условиям. Так, например, в условиях отработки нижних горизонтов карьера относительное снижение высоты отрабатываемых уступов ведет к необходимости частых перегонов выемочно-погрузочного оборудования между рабочими горизонтами с целью поддержания требуемой производственной мощности предприятия, что вместе с необходимостью селективной отработки пластов сложного строения ведет к существенному увеличению удельных затрат на выемочно-погрузочные работы.

Систематизация и обобщение результатов проведенных в настоящей работе исследований вместе с установленными зависимостями, характеризующими процессы открытой угледобычи при углубочно-сплошных системах разработки в условиях изменяющейся высоты уступа, позволяют полагать, что этот проектный параметр оказывает существенное влияние на основные результативные горнотехнические, экономические и экологические показатели. Причем его влияние носит часто разнонаправленный характер. Так, при определенных параметрах можно существенно повысить эффективность инвестиций за счет уменьшения объема горнокапитальных работ. Однако при этом экономия ресурсов, в том числе финансовых на этапе формирования карьера первой очереди, зачастую

снижает технико-экономические и экологические показатели добычи угля, особенно в начальные периоды эксплуатации карьера, ввиду ограниченной приемной способности выработанного пространства, созданного в период формирования карьера. Поэтому данная задача исследований рассматривается как многофакторная и многоцелевая. Все зависит от конкретных условий проектирования предприятия, в связи с чем критерии оценки принятых решений на стадии проектирования могут отличаться. Так, в случае дефицита инвестиций в целях повышения инвестиционной привлекательности проекта в качестве критерия обоснования рациональной высоты уступа карьера могут быть приняты такие показатели как внутренняя норма дохода IRR (%) и срок окупаемости инвестиций Ток (лет).

Эти условия могут быть также продиктованы в случае дефицита близлежащих безугольных площадей для размещения внешних отвалов, что характерно в настоящее время для большинства месторождений и многих действующих разрезов Кузбасса.

Если таких ограничений нет, то при проектировании обычно стремятся к получению максимальной (или нормативной) прибыльности предприятия при выполнении всех условий лицензионного соглашения и, в первую очередь, по рациональному использованию недр. Это может быть достигнуто в основном, как следует из результатов исследований, за счет эффективного использования техногенного ресурса выработанного пространства карьера для размещения вскрышных пород во внутреннем отвале. Поэтому в качестве критерия обоснования рациональной высоты уступа следует в этом случае принимать чистый дисконтированный доход (NPV).

Комплексная оценка ожидаемых результативных показателей технико-экономической эффективности и инвестиционного потенциала позволяет в конкретных условиях планируемого горного строительства обоснованно принять проектные решения по исследуемому технологическому параметру. Эта руководящая идея заложена в основу разработанной методики выбора высоты уступа карьера, алгоритм которой представлен на рис. 7.

При анализе ожидаемой эффективности разрабатываемых технико-технологических решений, предусматриваемых упомянутым алгоритмом, наряду с апробированным практикой проектирования математическим обеспечением используются впервые установленные взаимосвязи высоты уступов с результативными горнотехническими факторами, экономическими, экологическими показателями и оцениваемым инвестиционным потенциалом намечаемого к реализации проекта нового производственного строительства.

Результата вычислительного эксперимента, проведенного с использованием разработанной экономико-математической модели, указывают на наличие тесной корреляционной связи рациональных значений высоты уступа Ну (м) с глубиной карьера первой очереди Н| (м):

Ну= 0,665 Н,0'64 . . (4)

(при п=0,81).

ФОРМИРОВАНИЕ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ ДЛЯ ПОИСКА ЧАСТНОГО РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ ОПТИМИЗАЦИИ ВЫСОТЫ УСТУПА В ЗАДАВАЕМЫХ УСЛОВИЯХ ОТКРЫТОЙ УГЛЕДОБЫЧИ

КОНТРОЛИРУЕМЫЕ ФАКТОРЫ И ГРАНИЧНЫЕ УСЛОВИЯ ПРИ ПОИСКЕ ЧАСТНЫХ РЕШЕНИЙ

УПРАВЛЯЕМЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО ЭКСПЕРИМЕНТА

- ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ

- ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ МОЩНОСТЬ

- КАЧЕСТВО ИЗВЛЕЧЕНИЯ ИСКОПАЕМОГО

- КОНЪЮНКТУРА РЫНКА УГОЛЬНОЙ ПРОДУКЦИИ

- ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ТЕХНИКО-

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ

- ПАРАМЕТРЫ ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМЫ РАЗРАБОТКИ

- ФОРМИРОВАНИЕ КАРЬЕРА И РЕЖИМ ГОРНЫХ

РАБОТ НА ЭТАПЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ

- ПАРАМЕТРЫ ФОРМИРУЕМОГО ТЕХНОГЕННОГО РЕСУРСА ВЫРАБОТАННОГО ПРОСТРАНСТВА

ВЫБОР ВЫСОТЫ УСТУПА КАРЬЕРА КРИТЕРИИ (ЭТАЛОНЫ) ПРИ ВЫБОРЕ ВЫСОТЫ УСТУПА КАРЬЕРА (NPV, IRR. Ток)

ПЕРИОД ФОРМИРОВАНИЯ

ПОКАЗАТЕЛИ

ГОРНОТЕХНИЧЕСКИЕ

- ГЛАВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ КАРЬЕРА ; ПЕРВОЙ ОЧЕРЕДИ

- ПАРАМЕТРЫ ФОРМИРУЕМОГО ВЫРАБОТАННОГО ПРОСТРАНСТВА

- ПРОИЗВО. ДИТЕЛЬНОСТЬ

ГОРНОТРАНСПОРТНЫХ • КОМПЛЕКСОВ . ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПОТЕРИ (КАЧЕСТВО

| ИЗВЛЕЧЕНИЯ} -ДАЛЬНОСТЬ ТРАНСПОРТИРОВКИ I ГОРНОЙ МАССЫ

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ

- ОБЪЕМ ВОВЛЕКАЕМЫХ В ОТРАБОТКУ ЗАПАСОВ - КАПИТАЛЬНЫЕ ЗАТРАТЫ -ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ИЗДЕРЖКИ -ДОХОДНОСТЬ ОТ РЕАЛИЗАЦИИ ПОПУТНО ДОБЫВАЕМОГО УГЛЯ - ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ : ПОКАЗАТЕЛИ

КОЛИЧЕСТВЕННАЯ КРИТЕРИАЛЬНАЯ ОЦЕНКА И ПРОВЕРКА СООТВЕТСТВИЯ ЗАДАВАЕМЫМ УСЛОВИЯМ СТРОИТЕЛЬСТВА

ПЕРИОД ЭКСПЛУАТАЦИИ УГЛЕДОБЫВАЮЩЕГО ПРЕДПРИЯТИЯ

ПОКАЗАТЕЛИ

ГОРНОТЕХНИЧЕСКИЕ

-ПРОИЗВОЛ-рТВЕННАЯ МОЩНОСТЬ - РЕЖИМ ГОРНЫХ РАБОТ - ВОССТАНОВЛЕНИЕ НАРУШЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ

- КАПИТАЛЬНЫЕ ЗАТРАТЫ НА ПОПОЛНЕНИЕ (ОБНОВЛЕНИЕ) ПАРКА ОБОРУДОВАНИЯ - СЕБЕСТОИМОСТЬ ! ДОБЫЧИ

- БЮДЖЕТ ДОХОДОВ-

РАСХОДОВ

- БЮДЖЕТ ДВИЖЕНИЯ ДЕНЕЖНЫХ СРЕДСТВ

- СОЦИАЛЬНО-ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ПРИЕМЛЕМОСТЬ

КОЛИЧЕСТВЕННАЯ КРИТЕРИАЛЬНАЯ ОЦЕНКА И ПРОВЕРКА СООТВЕТСТВИЯ РЕГЛАМЕНТИРУЕМЫМ УСЛОВИЯМ __ПРОИЗВОДСТВА__

JL

ПРИНЯТИЕ РЕШЕНИЯ

НЕТ

ДА

КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА СООТВЕТСТВИЯ ЗАДАВАЕМЫМ УСЛОВИЯМ И ОБЪЕМАМ ПРОИЗВОДСТВА, ТРЕБОВАНИЯМ ЕПБ

Рисунок 7- Алгоритм методики выбора рациональной высоты уступа при углубочно-сплошных системах разработки

При задаваемом граничном условии NPV=0 установленные уравнения корреляционной связи исследуемых критериев с высотой уступа, иллюстрируемые графиками зависимостей, приведенных на рис. 8, имеют вид:

IRR = 0,003Н/ - 0,234Н/ +3,643НУ + 12,45 (при г=0,87); (5) То« = 0,02Н/ - 0,473НУ + 9,053 (при г=0,83) (6)

Комплексная оценка ожидаемых результативных показателей технико-экономической эффективности и инвестиционного потенциала позволяет в конкретной горно-геологической обстановке планируемого горного строительства обоснованно осуществлять выбор рациональной

окупаемости инвестиций от высоты уступа

Кроме глубины карьера первой очереди, на область рациональных значений высоты уступа оказывают влияние горно-геологические и горнотехнические условия. Последние оценивались рабочими параметрами применяемого выемочно-погрузочного оборудования и его типом. Реализация методики позволила установить область рациональных соотношений между высотой уступа и высотой черпания экскаватора. Это соотношение Ну/НчШ!и! находится в пределах от 0,7 до 1,0. Причем меньшие значения характерны для сложных горно-геологических условий, когда существенный объем запасов свиты сосредоточен в пластах малой и средней мощности. Установленное рациональное соотношение не противоречит положениям Единых Правил Безопасности при разработке месторождений полезных ископаемых и существенно снижает трудоемкость выполнения проектных работ при обосновании данного параметра углубочно-сплошной системы разработки в конкретных горно-геологических и горнотехнических условиях.

Полученные рекомендации об областях рациональных значений высоты уступа карьера при различных горно-геологических условиях и глубине карьера первой очереди представлены в табл. 1.

Таблица 1-Рационалыше значения высоты уступа при различных горно-геологических условиях разработки и глубине карьера первой очереди

Показатели Параметры показателей при:

глубине карьера первой очереди, м

80 100 120

суммарной мощности свиты пластов угля, м суммарная мощности свиты пластов угля, м суммарная мощности свиты пластов угля, м

100 200 100 200 100 200

Область рациональных значений высоты уступа, м 6-8 8-10 8-10 10-12 10-12 12-14

Приемная способность внутренних отвалов, % от объема разрабатываемых вскрышных пород 82-76 80-72 80-72 78-70 80-72 78-70

Средний срок формирования карьера первой очереди, лет 5,0 4,4 5,8 5,4 6,5 6,0

Срок окупаемости инвестиций, вложенных в строительство карьера первой очереди, лет 6,8-7,0 5,8-6,0 7,2-7,4 6,2-6,4 7,6-7,8 6,8-7,2

С использованием разработанной методики осуществлен поиск частного решения задачи оптимизации высоты уступа карьера в горногеологических условиях разреза «Черемшанский» Уропского месторождения Ленинского геолого-промышленного района Кузбасса,

корреспондирующихся с обобщенными и систематизированными характерными для этого бассейна условиями залегания свит наклонных и крутопадающих угольных пластов.

При этом установлено, что требуемый уровень производственно-экономических показателей и конкурентоспособность угольной продукции разреза на внутреннем и внешнем рынках обеспечиваются при высоте уступа, равной 8 м, на достаточно высоком уровне, характеризуемом следующими показателями: NPV = 177 млн. руб. при IRR= 29% и Ток<6 лет. Данная высота уступа примерно соответствует 0,75-0,8 высоты черпания применяемых экскаваторов.

При рекомендуемых проектных параметрах углубочно-сплошных систем разработки создаются условия по обеспечению рациональных режимов природопользования. В первую очередь они способствуют полноте и качеству извлечения полезного ископаемого, сокращению площадей земельных отводов, увеличению объемов внутреннего отвалообразования и снижению техногенной нагрузки на воздушный бассейн.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В своей совокупности результаты проведенных исследований позволяют полагать, что в диссертационной работе предложено решение актуальной научно-практической задачи обоснования высоты уступа, являющейся проектным параметром углубочно-сплошных систем разработки, с учетом использования техногенного ресурса формируемого выработанного пространства для размещения вскрышных пород, что повышает эффективность угледобычи и инвестиционную привлекательность проектов нового производственного строительства с соблюдением условий рационализации режимов природопользования при освоении характерных для Кузбасса свитовых угольных месторождений.

Основные выводы и результаты исследований:

1. На основании проведенных в работе исследований установлено, что в качестве обобщающего проектного параметра элементов углубочно-сплошной системы разработки, оказывающего существенное влияние на технико-экономические и экологические показатели открытой угледобычи, может рассматриваться высота уступа.

2. Приемлемые темпы формирования карьера первой очереди (с проектно задаваемой глубиной, оцениваемой в диапазоне от 70 до 120 м) и последующей эксплуатации угледобывающего предприятия с проектной нагрузкой обеспечиваются при высоте уступов, примерно составляющей 10-12 м.

3. Относительным снижением высоты уступа карьера первой очереди создаются условия для вовлечения в отработку наибольших возможных объемов угля на этапе формирования карьера при соответствующей минимизации значений среднего коэффициента вскрыши.

4. Увеличение приемной способности внутренних отвалов, формируемых в создаваемом выработанном пространстве карьера первой очереди, обеспечивается при высоте уступов, в среднем составляющей 8-10 м. При значениях исследуемого параметра, не превышающих этот предел, затраты на транспортировку вскрышных пород к местам их складирования во внутреннем отвале выработанного пространства карьера первой очереди снижаются.

5. Наибольшая эффективность селективной выемки угольных пластов свиты различной мощности и качества обеспечивается при высоте уступа от 6 до 10 м в зависимости от глубины карьера.

6. Установлено влияние высоты уступа на экологические показатели при отработке свит угольных пластов по углубочно-сплошным системам разработки. Так, при относительном увеличении высоты уступа повышается средняя землеемкость горных работ, связанная со снижением приемной способности внутреннего отвала в период эксплуатации карьера.

7. Установлены области рациональных значений высоты уступа карьера при различных горно-геологических условиях залегания свиты угольных пластов и глубине карьера первой очереди, составляющие от 0,7 до 1,0 значений высоты черпания применяемого экскаваторного оборудования. При этом минимальные значения установленной области соответствуют условиям, когда существенный объем запасов (30% и более) разрабатываемой свиты содержится в пластах малой и средней мощности, и относительно небольшой глубине карьера первой очереди.

8. В характерных горно-геологических условиях разработки угольных месторождений Кузбасса, представленных свитами угольных пластов суммарной мощностью до 200 м, при глубине карьера первой очереди, изменяющейся в диапазоне от 70-80 до 110-120 м, на основе впервые установленных зависимостей представляется возможным осуществлять обоснованный выбор высоты уступа в диапазоне от 6-8 до 12-14 м.

9. Полученные в работе рекомендации были использованы при подготовке проекта разработки угольного разреза «Черемшанский», осваивающего ресурсную базу участка «Инской-2» Уропского каменноугольного месторождения Ленинского геолого-экономического района Кузбасса, который характеризуется высокими технико-экономическими показателями эффективности нового производственного строительства.

Осповные положения, выносимые на защиту, опубликованы в следующих изданиях:

1. Штейнцайг М.Р. О целесообразности углеобогащения в условиях интенсификации производства на действующих угольных разрезах России//Уголь.- 2007,-№10.-С. 61-65;

2. Штейнцайг М.Р. К вопросу выбора порядка отработки сложноструктурных угольных месторождений// Уголь.- 2007,- №12.-С. 11-15;

3. Штейнцайг М.Р. К вопросу о повышении эффективности открытой угледобычи при поперечном порядке отработки свиты наклонных пластов// Уголь.- 2008,- №1.- С. 8-10;

4. Коваленко B.C., Штейнцайг М.Р. Об эффективности использования техногенного ресурса выработанного пространства при углубочно-сгагошных системах разработки угольных месторождений'/ Горный информационно - аналитический бюллетень.- 2009.- №5.- С. 211-215;

5. Штейнцайг MJP. Методика обоснования высоты уступа карьера первой очереди при углубочно-сплошных системах разработки угольных месторождений// Горный информационно - аналитический бюллетень-2009,- №8. -С.78-83;

6. Штейнцайг М.Р. К вопросу о целесообразности селективной отработки маломощных угольных пластов с использованием экскаваторов нового поколения типа КТМ// Сборник научных трудов студентов магистратуры МГГУ. - 2007. -№7. - С.92-97.

Подписано в печать 28.04.2010 г.

Объем 1.0 печ.л._Тираж 100 экз.

Формат 60x90/16

Заказ №

Отдел печати МГТУ. Москва, Ленинский проспект, д.6

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Штейнцайг, Михаил Романович

ВВЕДЕНИЕ.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ОБЛАСТЬ, ОБЪЕКТ И ПРЕДМЕТ ИССЛЕДОВАНИЙ. ЦЕЛЬ, ЗАДАЧИ И МЕТОДЫ НАУЧНЫХ ИЗЫСКАНИЙ.

1.1 Открытая угледобыча в России. Ретроспектива, современное состояние ресурсного потенциала, приоритеты и темпы развития.

1.2 Характерные горно-геологические условия открытой угледобычи при освоении ресурсной базы месторождений Кузбасса.

1.3 Анализ научных работ и обобщение опыта применения систем разработки с внутренним отвалообразованием в характерных для Кузбасса горно-геологических условиях.

1.4 Область, объект и предмет исследований. Цель, задачи и методы научных изысканий.

2 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ВЫСОТЫ УСТУПА НА ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ОТКРЫТОЙ УГЛЕДОБЫЧИ ПРИ УГЛУБОЧНО-СПЛОШНЫХ СИСТЕМАХ РАЗРАБОТКИ.

2.1. Исследование влияния высоты уступа на объемы вовлекаемого в отработку полезного ископаемого и параметры формируемого выработанного пространства.

2.2 Исследование влияния высоты уступа на эффективность процессов перемещения вскрышных пород.

2.3 Исследование влияния высоты уступа на показатели эффективности селективной отработки угольных пластов наклонного и крутого падения.

2.4. Оценка влияния высоты уступа на экологические показатели при углубочно-сплошных системах открытой угледобычи.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Обоснование высоты уступа при углубочно-сплошных системах разработки СВИТ угольных пластов"

Актуальность работы. Стратегия развития отечественного топливно-энергетического комплекса, возрастающая потребность металлургии в коксующихся углях и перспективы практического освоения технологий гидрогенизации с целью производства угольной продукции нетопливного назначения в своей совокупности предопределяют опережающие темпы развития отрасли, которые в планируемой перспективе должны быть обеспечены преимущественно за счет открытого способа разработки вновь осваиваемых месторождений минерального ископаемого. При этом лидирующая роль по-прежнему будет сохраняться за Кузнецким угольным бассейном, где пригодные для открытой угледобычи запасы в основном сосредоточены в месторождениях, представленных свитами наклонных и крутопадающих пластов.

Как следует из теории, подтвержденной практикой открытой угледобычи, в таких горно-геологических условиях предпочтение следует отдавать ресурсосберегающим углубочно-сплошным системам разработки, предусматривающим на начальном этапе освоения месторождения строительство карьера первой очереди с целью формирования и последующего активного использования техногенного ресурса выработанного пространства в период эксплуатации карьера для размещения разрабатываемых вскрышных пород.

Практическая реализация этого ресурса, способствующая рационализации режимов природопользования, представляется возможной за счет оптимизации параметров элементов этой системы разработки, обобщаемых высотой уступа карьера.

Анализ общеотраслевого опыта проектирования показывает, что с учетом требований действующих правил безопасности высота уступа определяется проектно на основании анализа горно-геологических условий залегания полезного ископаемого и технических характеристик 5 планируемого к применению экскаваторного оборудования и, как правило, принимается для традиционных углубочных продольных систем разработки на уровне максимальных допустимых значений, соответствующих высоте или полуторной высоте черпания экскаватора. Для углубочно-сплошных систем разработки при поперечном расположении фронта работ и целенаправленном управлении техногенным ресурсом выработанного пространства заданной проектом определенной приемной способности применение общеотраслевых рекомендаций по выбору высоты уступа без проведения специальных исследований по данному вопросу может привести при проектировании к принятию ошибочных решений, что отрицательно скажется на эффективности инвестиционных проектов нового производственного строительства.

Изложенное актуализирует научно-практическую задачу обоснованного выбора этого технологического параметра при проектировании угледобывающих предприятий с применением углубочно-сплошных систем разработки характерных для Кузбасса свит наклонных и крутопадающих угольных пластов.

Объектами исследования являются угольные месторождения Кузбасса, представленные свитой пластов наклонного и крутого падения суммарной мощностью от 100 до 200 м; углубочно-сплошные системы разработки; технологические параметры элементов системы разработки.

Цель исследований заключается в обосновании рациональной высоты уступа карьера, что позволит повысить эффективность углубочно-сплошных систем разработки и инвестиционную привлекательность проектов нового производственного строительства с соблюдением условий рационализации режимов природопользования при освоении характерных для Кузбасса свитовых угольных месторождений.

Основная идея работы заключается в управлении проектными параметрами элементов углубочно-сплошных систем разработки и создаваемого техногенного ресурса выработанного пространства карьера с 6 целью повышения эффективности и инвестиционной привлекательности проектов нового производственного строительства.

Научные положения, разработанные лично соискателем, и их новизна:

1. Высота уступа является обобщающим проектным параметром элементов углубочно-сплошных систем разработки, оказывающим влияние на технико-экономические и экологические показатели открытой угледобычи, а также на эффективность инвестиций, направляемых на строительство карьера первой очереди, оцениваемые на основе впервые установленных их зависимостей от данного технологического параметра с учетом его влияния на эффективность использования выработанного пространства карьера.

2. Эффективность углубочно-сплошных систем разработки свит угольных пластов повышается за счет активного использования техногенного ресурса выработанного пространства карьера первой очереди для размещения разрабатываемых вскрышных пород, что достигается управлением проектным параметром системы разработки - высотой уступа с учетом горно-геологических и горнотехнических условий на этапах разработки месторождения.

3. Выбор проектной высоты уступа должен основываться на совокупном учете оптимизированных технико-экономических показателей угледобычи в период эксплуатации карьера и эффективности инвестиций при строительстве карьера первой очереди. Область рациональных значений высоты уступа в зависимости от горно-геологических условий залегания свиты угольных пластов и глубины карьера первой очереди изменяется в пределах от 0,7 до 1,0 высоты черпания применяемых экскаваторов.

Научное значение характеризуется установленными зависимостями изменения результирующих технико-экономических показателей угледобычи от высоты уступа, а также разработанной методикой выбора проектной высоты уступа при углубочно-сплошных системах разработки характерных для Кузбасса свит угольных пластов.

Практическое значение заключается в обосновании рациональной высоты уступа для различных горно-геологических и горнотехнических условий разработки свит угольных пластов месторождений Кузбасса при применении углубочно-сплошных систем разработки.

Достоверность результатов исследований, обоснованность научных положений и выводов обеспечиваются:

-корректным использованием апробированных методов научных исследований, включающих систематизацию и обобщение результатов ранее проведенных изысканий, детерминированный факторный анализ с применением интегральных и логарифмических приемов оценки исследуемых показателей, экономико-математическое моделирование и статистическую обработку данных с применением современного программного обеспечения;

-сходимостью результатов исследований со среднестатистическими отчетными данными предприятий-аналогов, эксплуатирующих ресурсную базу угольных месторождений Кузбасса в сопоставимых горногеологических условиях;

-применением общепринятых в мировой практике критериев оценки инвестиционного потенциала намечаемых к реализации проектов нового производственного строительства.

Реализация выводов и рекомендаций работы. Результаты исследования приняты к использованию ЗАО «ГИПРОУГОЛЬ» при обосновании проектного параметра высоты уступа разреза «Черемшанский».

Апробация результатов исследований. Основные положения, обобщенные выводы и рекомендации диссертационной работы одобрены научными семинарами кафедры технологии, механизации и организации открытых горных работ МГГУ, научными симпозиумами «Неделя горняка», научно-техническими советами ОАО «Кузбассразрезуголь», ООО «УК 8

Прокопьевскуголь», ООО «Разрез «Черемшанский», ЗАО «Научно-производственная компания «Росуглепром», ООО «Инженерный центр».

Публикации. Основные положения диссертационной работы опубликованы в пяти статьях в научной периодике, рекомендованной ВАК РФ, и в сборниках научных трудов молодых ученых и специалистов МГГУ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, содержит 27 таблиц, 35 рисунков и перечень литературных источников из 117 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Теоретические основы проектирования горно-технических систем", Штейнцайг, Михаил Романович

Основные выводы и результаты исследований:

1. На основании проведенных в работе исследований установлено, что в качестве обобщающего проектного параметра элементов углубочно-сплошной системы разработки, оказывающего существенное влияние на технико-экономические и экологические показатели открытой угледобычи, может рассматриваться высота уступа.

2. Приемлемые темпы формирования карьера первой очереди (с проектно задаваемой глубиной, оцениваемой в диапазоне от 70 до 120 м) и последующей эксплуатации угледобывающего предприятия с проектной нагрузкой обеспечиваются при высоте уступов, примерно составляющей 10-12 м.

3. Относительным снижением высоты уступа карьера первой очереди создаются условия для вовлечения в отработку наибольших возможных объемов угля на этапе формирования карьера при соответствующей минимизации значений среднего коэффициента вскрыши.

4. Увеличение приемной способности внутренних отвалов, формируемых в создаваемом выработанном пространстве карьера первой очереди, обеспечивается при высоте уступов, в среднем составляющей 8-10 м. При значениях исследуемого параметра, не превышающих этот предел, затраты на транспортировку вскрышных пород к местам их складирования во внутреннем отвале выработанного пространства карьера первой очереди снижаются.

5. Наибольшая эффективность селективной выемки угольных пластов свиты различной мощности и качества обеспечивается при высоте уступа от 6 до 10 м в зависимости от глубины карьера.

6. Установлено влияние высоты уступа на экологические показатели при отработке свит угольных пластов по углубочно-сплошным системам разработки. Так, при относительном увеличении высоты уступа повышается средняя землеемкость горных работ, связанная со снижением приемной способности внутреннего отвала в период эксплуатации карьера.

7. Установлены области рациональных значений высоты уступа карьера при различных горно-геологических условиях залегания свиты угольных пластов и глубине карьера первой очереди, составляющие от 0,7 до 1,0 значений высоты черпания применяемого экскаваторного оборудования. При этом минимальные значения установленной области соответствуют условиям, когда существенный объем запасов (30% и более) разрабатываемой свиты содержится в пластах малой и средней мощности, и относительно небольшой глубине карьера первой очереди.

8. В характерных горно-геологических условиях разработки угольных месторождений Кузбасса, представленных свитами угольных пластов суммарной мощностью до 200 м, при глубине карьера первой очереди, изменяющейся в диапазоне от 70-80 до 110-120 м, на основе впервые установленных зависимостей представляется возможным осуществлять обоснованный выбор высоты уступа в диапазоне от 6-8 до 12-14 м.

9. Полученные в работе рекомендации были использованы при подготовке проекта разработки угольного разреза «Черемшанский», осваивающего ресурсную базу участка «Инской-2» Уропского каменноугольного месторождения Ленинского геолого-экономического района Кузбасса, который характеризуется высокими технико-экономическими показателями эффективности нового производственного строительства.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В своей совокупности результаты проведенных исследований позволяют полагать, что в диссертационной работе предложено решение актуальной научно-практической задачи обоснования высоты уступа, являющейся проектным параметром углубочно-сплошных систем разработки, с учетом использования техногенного ресурса формируемого выработанного пространства для размещения вскрышных пород, что повышает эффективность угледобычи и инвестиционную привлекательность проектов нового производственного строительства с соблюдением условий рационализации режимов природопользования при освоении характерных для Кузбасса свитовых угольных месторождений.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Штейнцайг, Михаил Романович, Москва

1. Абдибеков Н.К. Обоснование технологии внутреннего отвалообразования при разработке угольных месторождений Кузбасса. Автореф. канд. дисс. -М., МГГУ, 1993;

2. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. -М.: Наука, 1976, -350 е.;

3. Анистратов Ю.И., Анистратов К.Ю. Проектирование карьеров. М.: Изд. НПК «ГЕМОС Лимитед»., 2003, -176с;

4. Анистратов Ю.И., Анистратов К.Ю. Технологические потоки на карьерах. -М.: «Глобус», 2005, -304 с;

5. Астахов A.C., Малышев Ю.Н., Яновский А.Б. Экономика горного предприятия.- М.:. Изд. АГН, 1998, -135с.;

6. Барон Л.И., Логунцов Б.М., Позин Е.З. Определение свойств горных пород. -М.: Госнаучтехиздат, 1962, -275с.;

7. Беляков Ю.И. Совершенствование технологии выемочно-погрузочных работ на карьерах. М: «Недра», 1977, 205с;

8. Берне Б., Хавранек П. Руководство по оценке эффективности инвестиций (методика UNIDO): Пер. с англ. , -М.: Изд. «Инфра-М» 1995,-117с.;

9. Бешелев С.Д., Гурвич Ф.Г. Математико-статистические методы экспертных оценок. -М.: -1974;

10. Богданюк В.Е. Влияние схемы отработки карьерного поля на режим горных работ. Горный журнал. -1996, №7, с. 15-21;

11. Буткин В.Д., Гиляев A.B., Шаповаленко Г.Н., Нехорошев Д.Б. Вопросы модернизации буровой техники и технологии на современном этапе развития угольных разрезов. -М.: Уголь, №10-2004;

12. Виницкий К.Е. Управление параметрами технологических процессов на открытых разработках -М.: Недра, 1984, -237с.;

13. Выгодский М.Я. Справочник по высшей математике -М.: ACT: Астрель, 2008, -991с.;

14. Голубь Ю.И. Фондоотдача и норма доходности инвестиционных проектов. -М.: «Наука», 1996, -112с.;

15. Городниченко В.И., Дмитриев А.П. Основы горного дела -М.: Горная книга, 2008, -464с;

16. Грунь В.Д., Зайденварг В.Е., Климник В.Г. и др. История угледобычи в России. -М.: «Наука», 2003, -480с;

17. Демин А.М. Устойчивость открытых горных выработок и отвалов, М.: Недра, 1973, -232 е.;

18. Домбровский Н.Г. Экскаваторы: М., «Машиностроение» ,1969, -186с.;

19. Эталоны ТЭО строительства предприятий по добыче и обогащению угля// Под ред. Научного рук. Еремеева В.М.- М.: изд. АГИ, 1998, -439с.;

20. Жуков А.Л. Оптимизация параметров рабочих площадок разрезов при подготовке запасов угля к выемке. Автореф. канд. дисс- Екатеринбург, 2008;

21. Ильин С.А., Коваленко В.С., Манкевич В.В. Ресурсосбережение при открытых горных работах. -М.: МГГУ, 1995, -149с.;

22. Истомин В.В. Исследование развития горных работ на рудных карьерах. Автореф. докт. дис. М.: МГИ, 1991;

23. Истомин В.В., Наумов И.К., Черненко М.Б., Ялтанец И.М. Терминология открытых горных работ. -М.: МГИ, 1987, -96 е.;

24. Климов С.Л. Методы оценки эффективности процессов горного производства.- М.: Изд. АГН, 1998, -28с.;

25. Коваленко В.С. Формирование ресурсосберегающих технологий открытой разработки свит крутых и наклонных угольных пластов. Авторефер. докт. Дис. М., МГГУ, 1996;

26. Красавин А.П. Экологическое оздоровление промышленного производства. —Пермь: Звезда, 2005, -232с.;

27. Краснянский Г.Л. Экономические аспекты развития топливно-энергетического комплекса России. —М.: АГН, 2000;

28. Кучерский Н.И. Совершенствование процессов открытой разработки сложноструктурных месторождений эндогенного происхождения. —Ташкент, Фан, 1998, -254 е.;

29. Малышев Ю.Н., Анистратов К.Ю. и соавторы Мировая горная промышленность 2004-2005: история, достижения, перспективы. -М.: НТЦ «Горное дело», 2005 -376с.;

30. Основы выбора техники и технологии послойного фрезерования горных пород на разрезах. Под ред. Малышева Ю.Н.- М.: Изд. ИГД им. A.A. Скочинского, 1997, -125с.;

31. Совершенствование технологии отработки угольных пластов Кузбасса, осложненных геологическими нарушениями. Под ред. Ю.Н. Малышева, О.В.Михеева, А.Е. Евтушенко. М. Издательство МГГУ, 2002г, -73 е.;

32. Реструктуризация угольной промышленности/ под ред. Ю.Н. Малышева -М.: Росинформуголь, 1996- 450 е.;

33. Мацко H.A. Обоснование разработки месторождений глубокими карьерами с интенсивным формированием выработанного пространства для размещения в нем внутренних отвалов. Автореф. канд. дисс. -М.: РАН, ИПКОН, 1993;

34. Медников H.H. Математические методы и моделирование процессов и технологии открытых горных работ. Учебн. пособие. -М., МГИ, 1992.- 112с.;

35. Мельников Н.В. Теория и практика открытых горных разработок.- М: Недра, 1975;

36. Мельников H.H., Сатовский Б.И., Скобелев JI.C. Опыт и перспективы внедрения мощных карьерных гидравлических экскаваторов. -М.: «Горный журнал», №6, 1979, -270с.;

37. Ненашев A.C. Исследование эффективности разработки месторождений Южного Кузбасса этапами с внутренними отвалами. Автореф. канд. дис., МГИ, 1975.

38. Новожилов М.Г., Маевский A.M., Бондарь С.А., Дриженко А.Ю. Технологические параметры глубоких карьеров. -М.: Недра, 1982, -175с.;

39. Новожилов М.Г. Открытые горные работы. -М.: Госгортехиздат, 1961,-476с.;

40. Ольховатенко В.Г. Инженерно-геологические условия строительства крупных карьеров в Кузнецком угольном бассейне. -Томск:ТГУ,1976, -210с.;

41. Ольховатенко В.Г., Трофимова Г.И. Геоэкологические проблемы при разработке угольных месторождений Кузнецкого бассейна открытым способом. Уголь.- 2009, -№2, с. 58-64;

42. Плакиткина JI.C. Прогнозирование рыночных цен на уголь на внутреннем и внешнем рынках до 2030 года// Уголь. -2008. -№9, с.45-49

43. Подэрни Р.Ю. Горные машины и комплексы для открытых горных работ, В 2-х томах. -М.: МГГУ, 1998, -570 е.;

44. Пономарев В.П. Воспроизводство экономического потенциала добычи угля в системе ТЭК России. -М.: Изд. ИНКРУ, 1997, -178с.;

45. Потапов М.Г., Спиваковский А.О., Андреев A.B. Транспортные машины и комплексы открытых горных разработок., 2. -М., 1968, -150 е.;

46. Потапов М.Г., Томаков П.И., Наумов И.Л. Технология, механизация и организация открытых горных работ. М.: Изд. МГГУ, 1992, -370с.;

47. Пустовойтова Т.К, Мочалов А.М, Гурин А.Н. Совершенствование методов расчета устойчивости откосов. Труды ВНИМИ «Горная механика и маркшейдерское дело», 1999, -275 е.;

48. Реентович Э.И. Обоснование оптимальных решений для открытых разработок.- М: «Наука», 1982,- 168с.;

49. Репин Н.Я. Подготовка горных пород к выемке. М, МГГУ, 2009, -200с.;

50. Репин Н.Я., Паначев H.A., Бирюков A.B. Обоснование оптимального сочетания основных параметров экскаваторного и бурового оборудования на угольных разрезах. В сб. «Разработка угольных месторождений открытым способом». Вып. II, Кемерово, 1974;

51. Ржевский В.В. Открытые горные работы. -М.: Недра, 1985, -549с.;

52. Ржевский В.В. Технология и комплексная механизация открытых горных работ. -М.: Недра, 1975, -574с.;

53. Романенко A.B. Обоснование основных параметров технологии разработки крутопадающих месторождений с внутренним отвалообразованием. Автореф. канд. дисс. -Днепропетровск, ДГИ, 1989;

54. Русский И.И. Технология отвальных работ и рекультивация на карьерах. -М.: Недра, 1979, -221с.;

55. Рутковский Б.Т. Блоковый способ отработки карьерных полей с большим простиранием. В Кн. Разработка угольных месторождений Кузбасса. Кемерово: Изд. КузПИ, 1972, -с.81-87;

56. Рутковский Б.Т. Метод горногеометрического исследования месторождений при проектировании карьеров. -М.: Недра, 1973, -160с.;

57. Рыжов П.А. Математическая статистика в горном деле, М.: 1965, 188 е.;

58. Сытенков В.Н. Управление пылегазовым режимом глубоких карьеров. М.: Геоинформцентр, 2003, -287с.;

59. Таланин В.В. Обоснование параметров и технологии строительства карьера первой очереди при углубочно-сплошных поперечных системах разработки. Автореф. канд. дисс. -М., МГГУ, 2006;

60. Тартаковский Б.Н. и др. Поточная технология горных работ на железнодорожных карьерах Кривбасса. -Киев: Науковая думка», 1977, -250с.;

61. Горное дело. Энциклопедический справочник. Том I. Общие инженерные сведения. Под ред. Акад. A.M. Терпигорева. -М.: Углетехиздат, 1957, -750 е.;

62. Томаков П.И. Исследование транспортной системы разработки открытым способом свит крутых угольных пластов Кузбасса с размещением вскрыши в выработанном пространстве. Автореф. канд. дисс. -М., МИРГЭ, 1968;

63. Томаков П.И., Коваленко В,С., Михайлов A.M. Экология и охрана природы при открытых горных работах. М.: МГГУ, 1994, -420 с;

64. Томаков П.И., Коваленко B.C. Рациональное землепользование при открытых горных работах. -М.: Недра, 1984, 215 с;

65. Томаков П.И., Коваленко B.C. Основные направления повышения эффективности использования земельных ресурсов при открытых горных разработках. -М.: Недра, 1989, 320с;

66. Томаков П.И. Отвалообразование при отработке крутых пластов транспортной системой с размещением пустых пород в выработанное пространство.- Сборник научных трудов КузНИИ, 1963, №11;

67. Томаков П.И. ,Коваленко B.C. О рациональном землепользовании при производстве открытых горных работ. Научные труды. Сборник статей. -М.: Изд. МГИ, 1979, с. 14-21;

68. Томаков П.И., Коваленко B.C. Природоохранные технологии открытой разработки крутых и наклонных угольных месторождений Кузбасса. Уголь. 1992, №1, с. 16-20;

69. Томаков П.И., Коваленко B.C., Тюлькин А.П. Влияние основных природных и горнотехнических факторов на удельную землеемкость открытой добычи угля. В Сб. Программа и методика изучения техногенных биогеоценозов- М.: "Наука", 1978, - с.208-217;

70. Томаков П.И. Отвалообразование при отработке крутых пластов транспортной системой с размещением вскрышных пород в выработанном пространстве.- В Сб. научн. трудов КузНИУИ.- Кемерово: Изд. КузНИУИ, 1963, -№11,-с.98-108;

71. Трубецкой К.Н., Пешков A.A., Мацко H.A. Определение области применения способов разработки крутопадающих залежей с использованием заранее сформированного выработанного пространства. Горный журнал,-1994. №1,с.51-59;

72. Трубецкой К.Н., Краснянский Г.Л., Хронин В.В., Коваленко B.C. Проектирование карьеров. -М.: Высш. шк., 2009, -694 е.;

73. Горные науки: освоение и сохранение недр земли. Под редакцией К.Н. Трубецкого. -М.: АГН, 1997, -478с;

74. Уилсон К. Уголь- мост в будущее: Пер. с англ.- М.:Недра, 1985, -262 е.;

75. Федоров С.С. Инженерные и экономические основы управления устойчивостью бортов карьера. Автореф. канд. дисс. М, МГИ, 1994

76. Фисенко Г.Л. Устойчивость бортов карьеров и отвалов, М: Недра, 1965, -377с;

77. Хохряков A.B. Комплексная оценка влияния горного производства на окружающую среду и выбор природосберегающих параметров горнодобывающих предприятий. Автореф. докт. дисс. М, 1989;

78. Хохряков A.B. Оценка эффективности инвестиционных проектов открытых горных разработок. -М.: Изд. УГГА, 1996, -180с.;

79. Хохряков A.B. Проектирование карьеров, М., 1980, 336с.;

80. Цепилов И.И., Корякин А.И., Колесников В.П. Перспективы и технологии открытой разработки угольных месторождений Кузбасса. -Кемерово: Изд. КузГТУ, 2000, 186с;

81. Цепилов И.И., Корякин А.И., Протасов С.И. Технология разработки угленасыщенных зон разрезов Кузбасса. Кемерово: Изд. КузГТУ, 1999,- 140с;

82. Шапарь А.Г., Копач П.И. Минеральные ресурсы: их исчерпаемость, целесообразность и условия ввода в эксплуатацию. Экотехнология и ресурсосбережение, К.: 2001, 11-17с.;

83. Шаргут Я, Петела Р. Эксергия/ Пер.с польск. Под ред. В.М. Бродянского. -М.: Энергия, 1968, -280с.;

84. Шеремет А.Д. Теория экономического анализа. Учебник. 2-е изд., доп. -М.: ИНФРА-М, 2005, -366с.;

85. Шешков Е.Ф. Основы проектирования угольных карьеров,М, 1950,335с.;

86. Шешко Е.Ф. Основы проектирования угольных карьеров. -М.: Углетехиздат, 1950, -335с.;

87. Шкуратник В.Л. Измерения в физическом эксперименте. М.: Академия горных работ, 2000, -256с.;

88. Шухов А.Н., Бриллиантова Н.П., Кропачев В.А., Чайка З.С., Размыслова М.А. Определение параметров открытых разработок с применением ЭВМ -М.: Недра, 1970, -160 е.;

89. Щадов В.М. Технолого-организационные основы формирования стратегии развития открытой угледобычи. Автореф. докт. дис. М., МГГУ, 2001;

90. Щадов В.М., Истомин В.В., Резниченко С.С. Анализ и методология формирования стратегий открытой угледобычи. -М.: 2001, -132с.;

91. Развитие техники и технологии разработки сложноструктурных угольных месторождений- под ред. Щадова М.И.-М., МГГУ, 2006;

92. Юматов Б.П., Бунин Ж.В. Строительство и реконструкция рудных карьеров. -М.: Недра, 1970, -240 е.;

93. Геология месторождений угля и горючих сланцев. Кузнецкий, Горловский и другие угольные месторождения Западной Сибири, -т.7. Под общей ред. В.И. Яровского.- М.: Недра, 1969, -910с.;

94. Альбом оптимальных инженерных решений при производстве горновскрышных работ в нетиповых условиях на строительстве и реконструкции разрезов. -Кемерово: КузНИИшахтстрой, 1989, -168 е.;

95. Альбом типовых технологических схем ведения горно-вскрышных работ при строительстве угольных разрезов для различных горногеологических условий КАТЭКа и ЭТЭКа. Кемерово: Издательство КузНИИшахтострой, 1984. -231 е.;

96. Единые правила безопасности при взрывных работах (ПБ 13-407-01). М.: ГУЛ "НТЦ Промышленная безопасность", 2002, -73с;

97. Единые правила охраны недр при разработке месторождений твердых полезных ископаемых. -М.: Недра, 2003, -87с.;

98. Единые нормы выработки на открытые горные работы для предприятий горнодобывающей промышленности. Экскавация и транспортирование. -М.: НИИ труда, 1989;

99. Инструкции по расчету промышленных запасов, определению и учету потерь угля (сланца) в недрах при добыче, -М., Минтопэнерго РФ, 1996г.;

100. Инструкция по планированию, учету и калькуляции себестоимости добычи и обогащения угля, -М., Минтопэнерго РФ, утв. 25.12.1996;

101. Итоги работы угольной промышленности России за январь-июнь 2008 года. Аналитический обзор по мат. ФГУП «ЦДУ ТЭК» и Департамента угольной и торфяной промышленности Минэнерго России-Уголь, 2008, -№9, -с.30-38;

102. Методика расчета вредных выбросов (сбросов) и оценки экологического ущерба при эксплуатации различных видов карьерного транспорта, М, 1989, 25 с.

103. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов. Утв. Минэкономразвития, Минфин, Госстроем РФ 21.06.1999, №ВК 477;1.

104. Нормы технологического проектирования угольных шахт, разрезов и обогатительных фабрик.- М.: Недра, 1986, -270с.;

105. Правила безопасности при разработке угольных месторождений открытым способом.- М.: Госгортехнадзор РФ, 2003,- 212с;

106. Российская угольная энциклопедия. В 3 т. -М.-Спб- Изд. «ВСЕГЕИ», 2007, -570 е.;

107. Справочник Открытые горные работы. М.: «Горное бюро», 1994, -599с;

108. Угольная промышленность Российской Федерации.— М.: «Росинформуголь», 2003, -340 с;

109. Указания по нормированию, планированию и экономической оценке потерь угля в недрах по Кузнецкому бассейну, -Л.: ВНИМИ, 1991 г;

110. Энергетическая стратегия России на период до 2020 года. Энергетика России (1920-2020 гг.) -М. :ИД. Энергия, 2008, -1032 с

111. Чаплыгин H.H., Сахарина Л.А., Левин И.М., Боголюбов A.M. Научно-технический прогресс в горнодобывающей промышленности: проблемы обоснования направлений и реализации. -Кольский научн. Центр,-Аппатиты: КНЦ АН СССР, 1990, -147 с;

112. Штейнцайг М.Р. О целесообразности углеобогащения в условиях интенсификации производства на действующих угольных разрезах России// «Уголь».- 2007.- №10.- С. 61-65;

113. Штейнцайг М.Р. К вопросу выбора порядка отработки сложноструктурных угольных месторождений// «Уголь».-2007.- №12.-С. 11-15;

114. Штейнцайг М.Р. К вопросу о повышении эффективности открытой угледобычи при поперечном порядке отработки свиты наклонных пластов// «Уголь».- 2008.- №1.- С. 8-10;

115. Коваленко B.C., Штейнцайг М.Р. Об эффективности использования техногенного ресурса выработанного пространства при углубочно-сплошных системах разработки угольных месторождений// Горный информационно-аналитический бюллетень.- 2009.- №5.- С. 211-215;

116. Штейнцайг М.Р. Методика обоснования высоты уступа карьера первой очереди при углубочно-сплошных системах разработки угольных146месторождений// Горный информационно- аналитический бюллетень-2009-№8-С.78-83;

117. Штейнцайг М.Р. К вопросу о целесообразности селективной отработки маломощных угольных пластов с использованием экскаваторов нового поколения типа КТМ// Сборник научных трудов студентов магистратуры МГГУ. 2007, -№7, - С.92-97