Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Создание технологии эффективной выемки маломощных и сложноструктурных пластов с использованием шахтной породы

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

Автореферат диссертации по теме "Создание технологии эффективной выемки маломощных и сложноструктурных пластов с использованием шахтной породы"

УДК 622.06:622.272 (574.3)

На правах рукописи

ДЕМИН ВЛАДИМИР ФЕДОРОВИЧ

Создание технологии эффективной выемки маломощных и сложноструктурных пластов с использованием шахтной породы

Специальность 25.00. 22 - Геотехнология (подземная, открытая и строительная)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Караганда, 2004

Работа выполнена в Карагандинском государственном техническом университете.

Научный консультант: доктор технических наук

Квон С. С.

Официальные оппоненты: доктор технических наук

Жетесов С.С.

доктор технических наук Кошумов Б.Х.

доктор технических наук Юсупов Х.А.

Ведущая организация: ЗЛО «Институт проблем комплексного освоения недр».

Защита состоится 20 мая 2004 года в Ю00 часов на заседании диссертационного совета Д 14.61.05 при Карагандинском государственном техническом университете по адресу: 470075, Республика Казахстан, г. Караганда, Бульвар Мира, 56, главный корпус, конференц - зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Карагандинского Государственного технического университета.

Автореферат разослан « V) » апреля 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Хамимолда Б.Ж.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В условиях переходного периода к рыночным отношениям, характеризующегося все возрастающей интенсификацией и концентрацией горного производства с ограниченными возможностями капитальных вложений в обновление основных фондов и реконструкцию угольных предприятий, рациональное использование имеющихся на шахтах георесурсов приобретает особую важность.

Шахтами Карагандинского бассейна за весь период работы было добыто более 1.8 млрд. т угля. Такое же количество угля было оставлено в недрах в виде различных потерь и временно неактивных запасов. Среди них значительную часть занимают запасы углей, залегающие в тонких и сложноструктурных пластах, и в том числе в забалансовых.

В ближайшей перспективе (в течение 10 - 30 лет) запасы коксующихся углей марок КЖ, К, КО и КС, залегающие в пластах средней мощности и мощных, будут отработаны и возникнет необходимость в восполнении потребности в углях этих марок посредством добычи их из маломощных и сложноструктурных пластов. К маломощным пластам нами, в отличие от известных классификаций, отнесены тонкие пласты и нижнего диапазона средней мощности (до 1.8 м). Выбор этого значения обусловлен необходимой величиной присечки боковых пород по сечению проводимых подготовительных выработок, которая в этом случае составляет более половины попутно добываемого объема горной массы. К сложноструктурным пластам причислены пласты смешанного строения с несколькими угольными пачками, разделенные породными прослойками и по кондициям отнесенные к балансовым или забалансовым запасам при разработке их соответственно селективным либо валовым методом.

Мировой опыт разработки маломощных и сложноструктурных пластов показывает, что при высокой нагрузке на лаву (до 10-15 тыс. т/сут) порода, получаемая от проведения и поддержания горных выработок, селективной выемки сложноструктурных пластов, может выдаваться на поверхность, что обуславливает значительный экологический ущерб и затраты на ее транспортирование, отвалообразование, или складироваться в шахте. Размещение породы в шахте с выкладкой ее в охранные бутовые и закладочные массивы обеспечит полноту выемки запасов угля, снизит объемы горнопроходческих работ по воспроизводству фронта очистной выемки, сгладит неравномерности проявления горного давления в очистном забое и на его сопряжениях. Достигаемая при этом экономия за счет снижения затрат на выдачу породы, уменьшения зольности добываемого угля и улучшения состояния очистных и подготовительных выработок позволит повысить эффективность выемки сложных по структуре и малой мощности пластов.

В связи с этим разработка эффективных технологических схем с оптимальными параметрами, обеспечивающими высокую степень концентрации и интенсификации горных работ при выемке маломощных и сложноструктурных пластов с размещением породы в массивы для охраны подготовительных выработок и выработанном пространстве очистных забоев для управления горным

давлением, имеет особую актуальность для угольной отрасли.

Целью работы является создание технологии эффективной выемки маломощных и сложных по структуре пластов, основанной на использовании шахтной породы для охраны выемочных выработок и управления горным давлением в очистном забое и на его сопряжениях.

Идея работы заключается в том, что эффективность разработки маломощных и сложноструктурных пластов достигается созданием технологии, при которой получаемая при их выемке порода рассматривается как попутная добыча, полезно используемая для снижения затрат на поддержание подготовительных выработок, управление кровлей в очистном забое и на сопряжениях, при этом сама технология строится на применении рациональных выявленных и вновь созданных подэлементов технологических схем...

Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие проблемные задачи:

- определение на основе анализа и обобщения мирового опыта выемки маломощных и сложноструктурных пластов основных направлений совершенствования технологических схем очистных работ с размещением попутно добываемой породы в шахте;

- разработка методических положений по декомпозиции подсистемы «очистные работы» на элементы с определением области их применения и формирование на ее основе методики синтеза оптимальных технологических схем;

^ - создание адаптивных технологических схем очистных работ и определение их оптимальных параметров для высокопроизводительной отработки выемочных участков по схеме «шахта - лава» или «шахта - пласт»;

- выявление закономерностей геомеханических процессов при отработке маломощных и сложноструктурных пластов с возведением уплотненных породных полос (опор) для охраны подготовительных выработок и изыскание рациональных способов размещения породы в выработанном пространстве.

Методы исследований. Решение поставленных, проблемных задач производится методами технико - экономического анализа; обобщением передовых достижений отечественной, зарубежной науки и практики применительно к горно - геологическим и экономике - технологическим условиям сырьевой ба-. зы маломощных и сложноструктурных пластов; теоретическими, лабораторными исследованиями и опытно - промышленными экспериментами по созданию уплотненного породного массива для надежного поддержания очистных и подготовительных выработок; экономико - математическим моделированием по определению параметров очистных и закладочных работ; методами математической статистики и корреляционного анализа.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

- возведение охранных сооружений на границе поддерживаемых выемочных выработок с выработанным пространством из попутно добываемой шахтной породы, в зависимости от мощности пласта, управляемости пород кровли, прочностных и геометрических параметров охранных породных сооружений, приводит к смещению эпюры действующих напряжений с контуров выработки на угольный массив (на 5 - 10 м) и породную полосу (с распределением по ее

ширине) в выработанном пространстве, позволяет повысить устойчивость поддерживаемой выработки, сопряжения лавы с ней и эффективность самой технологии очистных работ;

- совершенствование технологических схем выемки маломощных и сложно-структурных пластов с оставлением породы в шахте на основе использования высокопроизводительных, мобильных средств и способов возведения охранных породных и закладочных массивов с требуемыми прочностными свойствами и технологическими параметрами позволяет обеспечить высокую интенсификацию, концентрацию очистных и закладочных работ при схеме работы шахты по принципу «шахта - пласт» или «шахта - лава»;

- методические положения по декомпозиции подсистемы «очистные работы» на элементы: «расположение и длина очистного забоя», «возведение породных массивов», «топология горных выработок», «монтаж - демонтаж оборудования», «вентиляция», «транспорт угля и породы», «проведение и поддержание подготовительных выработок» (всего 19), сформированные по критериям экономичности и нормам правил безопасности, и методика синтеза технологических схем из вновь созданных и выявленных рациональных подэлементов позволяют разработать технологические схемы, адаптированные к условиям высокопроизводительной выемки маломощных, сложноструктурных пластов и определить эффективность вовлечения их запасов в отработку;

- принципы формирования новых технологических схем возведения породных полос (опор) и закладочных массивов, основанные на активации этих процессов, способствующих повышению качества формируемых охранных бутовых сооружений, путем увлажнения почвы, механического уплотнения и инъекции твердеющих добавок в контуры созданного пневматическим способом несущего породного массива, обеспечивают надежное поддержание выемочных и очистных выработок от влияния горных работ;

- экономико - математическая модель технологических схем, характеризующаяся учетом эффекта от применения породы в качестве попутного товарного продукта, позволяет достоверно моделировать процессы выемки угля, крепления лавы, управления кровлей, поддержания выработок, транспортировки угля и породы, установить область применения технологии и параметры ведения очистных работ с рациональным размещением породы в шахте.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются: представительным объемом экспериментальных исследований в опытно-промышленных и лабораторных условиях; корректной постановкой технологических проблем с использованием для их решения современных математических методов и ПЭВМ; использованием апробированных методов механики сплошных сред и современных представлений об основных закономерностях деформирования, разрушения пород вокруг выработок и соответствием результатов решения геомеханических задач данным натурных наблюдений; положительными результатами опытно - промышленных экспериментов.

Научная новизна работы состоит в следующем:

- выявлены закономерности напряженно - деформированного состояния мас-

сива горных пород, окружающего выемочную выработку, поддерживаемую на границе с выработанным пространством, в зависимости от мощности пласта, управляемости вмещающих пород, прочностных и геометрических характеристик охранных породных сооружений, позволившие установить картину действующих напряжений со смещением «пиков» горного давления с контуров выработки на угольный массив и породную полосу в выработанном пространстве, что повышает устойчивость поддерживаемой подготовительной выработки от влияния горных работ;

; - методическом подходе по определению проявлений горного давления при очистных работах, учитывающем динамическую составляющую деформаций пород кровли;

- декомпозиции подсистемы «очистные работы», включающей элементы различного технологического назначения, сформированные по критериям экономичности и нормам правил безопасности, отличающейся степенью детализации синтезируемой конструкции и подмножествами элементов с областью их целесообразного применения;

т методических положениях по установлению оптимальной технологической схемы очистных работ на маломощных и сложноструктурных пластах, основанных на последовательной реализации двух этапов: первого - анализа и определения рациональных элементов различного функционального назначения по. локальным критериям и второго - формирования из выявленных элементов оптимальных технологических схем выемки по глобальному критерию;

- прогрессивных технологических решениях по способам:

, - ведения закладочных работ, возведения охранных бутовых сооружений и созданию конструктивных элементов закладочных комплексов (34 авторских свидетельства и 1 предварительный патент РК);

- крепления сопряжения очистного забоя (авторское свидетельство и патент РФ);

- отработки выемочных полей (авторское свидетельство, 1 решение о выдаче предварительного патента РК и одна заявка на патент РК);

- проведения подготовительных выработок (два авторских свидетельства);

л механизированной передвижки скребкового перегружателя на участковый ленточный конвейер при высокопроизводительной очистной выемке по схеме «шахта - лава» (три предварительных патента РК);

■ т технологических схемах очистных работ, адаптированных к условиям разработки маломощных и сложноструктурных пластов с безремонтным поддержанием выемочных выработок за счет использования шахтной породы;

- методическом подходе по выбору средств механизации технологических схем очистной выемки, основанном на определении соответствия эксплуатационных параметров оборудования условиям разработки;

- экономике - математической модели технологических схем выемки, характеризующейся учетом эффекта от применения породы в качестве товарного продукта элементов подсистемы «очистные работы», с определением эффективной области применения и оптимальных параметров выемочных полей.

Научное значение работы состоит в разработке системного подхода к

обоснованию направлений повышения технологического уровня угольных шахт на базе комплексного решения проблем высокопроизводительной выемки маломощных и сложноструктурных угольных пластов, основанном на полезном использовании попутно добываемой породы для улучшения условий поддержания подготовительных выработок и управления горным давлением в очистных забоях.

Практическая ценность работы заключается:

- в оценке запасов коксующихся углей по шахтам и угленосным участкам Карагандинского бассейна, позволяющей установить перспективы развития шахтного фонда;

- разработке технологических схем возведения породных массивов и конструктивных схем мобильных средств закладки;

- изыскании технологических схем очистных работ, сформированных из выявленных рациональных и вновь созданных подэлементов, адаптированных для высокопроизводительной выемки маломощных и смешанных по структуре пластов и определении их оптимальных параметров;

- разработке прогрессивных технологических подэлементов, формирующих новые способы:

- раскройки и отработки шахтных полей для высокопроизводительных

лав;

- возведения уплотненных охранных породных полос (опор) в подготовительных и очистных забоях;

- механизированной передвижки оборудования участкового транспорта;

- бездемонтажной отработки выемочных полей ограниченных размеров;

- крепления сопряжений лав с примыкающими выработками;

- проведения подготовительных выработок с самопередвигающимися

временными предохранительными крепями;

- перехода очистными комплексами диагональных вентиляционных сбоек;

- гидрозакладки выработанного пространства с разбутовкой дренажных

коробов.

Личный вклад автора заключается:

- в формировании научно - методических основ, критериев оценки и выбора средств механизации технологии очистной выемки;

- разработке методических положений по анализу и синтезу рациональных элементов при создании оптимальных технологических схем очистных работ;

- установлении прогрессивных технологических схем очистной выемки маломощных и сложных по структуре пластов с искусственными сооружениями из породы для охраны выемочных, очистных выработок и их сопряжений;

- разработке новых технологических решений по очистным, подготовительным работам и закладочному комплексу;

- проведении аналитических исследований, лабораторных, опытно-промышленных испытаний, анализе и обобщении результатов.

Реализация работы. Результаты теоретических и экспериментальных исследований получили реализацию:

- в виде технических заданий:

- на камерную обезвоживающую закладочную машину (ТА - 29М);

- винтовые обезвоживающие закладочные машины (ВОЗМ2 и 2ШПЗМ);

- создание и освоение очистного комплекса с двухсторонним направлением перемещения КТ - Д, утвержденного ПО «Карагандауголь»;

- «Управляемую систему передвижки штрекового скребкового перегружателя и участкового ленточного конвейера», утвержденного УД ОАО «Испат -Кармет» и применяемую в девяти лавах шахт бассейна;

- технических предложений:

- по размещению породы от проходки 7-го откаточного квершлага гор. -180 в погашаемый откаточный квершлаг № 2 гор. - 100 в условиях шахты «Саранская» УД ОАО «Испат - Кармет»;

- для «Исходных данных на проектирование опытно - промышленного участка по отработке пласта АБ длинными очистными забоями с пневмозак-ладкой выработанного пространства БКРУ - 2 ПО «Уралкалий», утвержденных ВО «Союзкалий» Министерства по производству минеральных удобрений СССР;

- «Методики анализа и синтеза технологических схем очистных работ», утвержденной ТОО «Карагандагипрошахт и Кс»;

- «Проекта отработки выемочного столба № 11/3 лавой 6к|8-з с гидрозакладкой выработанного пространства в условиях шахты им. 50 ЛОР ПО «Карагандауголь» с разиловкой дренажных коробов;

- при отработке выемочных столбов: лавой 12Акю-в - с переходом людского ходка пласта Кю, расположенного по фронту движения очистных работ; лавой 11 Бк35-з - с возведением охранных бутовых опор;

- в учебных пособиях для студентов КарГТУ специальностей ТКМ, ГМ, ЭП и ЭА.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались и получили одобрение на научно - технических советах ПО «Уралкалий» (1975 -1985 гг.); Международной конференции «Научно - технический прогресс -основа развития рыночной экономики» (г. Караганда, КарГТУ, 1999 г.); Пятой международной научно - технической конференции «Новое в охране труда окружающей среды и защите человека в чрезвычайных ситуациях» (г. Алматы, КазНТУ, 2002 г.); Международной конференции «Актуальные проблемы горнометаллургического комплекса Казахстана» (г. Караганда, КарГТУ, 2003 г.); 1 и 2-й Международных научно-технических конференциях «Проблемы комплексного освоения рудных и нерудных месторождений Восточно -Казахстанского региона» и «Современные проблемы геологии, минерагении комплексного освоения месторождений полезных ископаемых Большого Алтая» (г. Усть - Каменогорск, ВКГТУ, 2000, 2003 гг.); Международной конференции «Ресурсовоспроизводящие, малоотходные и природоохранные технологии освоения недр» (г. Москва, РУДН, 2003 г.); научном семинаре ЗАО «ИПКОН» (г. Караганда, 2004 г.), на технических советах ТОО «Карагандагипрошахт и К0» и УД ОАО «Испат - Кармет» (2001 - 2003 гг.).

Тематика научно - исследовательских работ. Автор принимал непос -

редственное участие в выполнении работы в соответствии с отраслевой комплексной программой по решению научно - технической проблемы «Создание новых и совершенствование существующих технологий, процессов добычи и переработки минерального сырья» по теме «Создать пневмозакладочный комплекс и разработать технологию выемки калийных пластов длинными очистными забоями с пневмозакладкой выработанного пространства» с номерами государственной регистрации 78018579, 81086606 и 81098129 в период с 1975 по 1985 гт. по координационному плану научно -исследовательских работ ПО «Уралкалий» Министерства по производству минеральных удобрений СССР. С 2001 г. работа выполнялась по заданию УД ОАО «Испат - Кармет» по теме «Совершенствование технологических схем и параметров высокопроизводительных лав УД ОАО «Испат - Кармет»; в 2002г.-по теме «Научно - технические основы совершенствования технологических схем и их параметров в условиях разработки маломощных пластов высокопроизводительной лавой на шахтах УД ОАО Испат - Кармет»; в 2003 г-по теме «Разработка рациональных способов вскрытия и подготовки маломощных и сложноструктурных пластов на шахтах УД ОАО «Испат -Кармет» в соответствии с планом научных работ КарГТУ.

Публикации. Основные положения выполненных исследований изложены в 48 печатных трудах, опубликованных в изданиях, рекомендованных ВАК РК, в том числе в монографии с участием автора и 21 авторских свидетельствах и патентах.

Объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 7 разделов и выводов, изложенных на 288 страницах текста печатного устройства ЭВМ, содержит 146 рисунков, 41 таблицу, список использованных источников из 232 наименований и 18 приложений на 90 страницах.

Автор выражает глубокую признательность профессору Квону С.С. за ценные советы и внимание к работе. Благодарит сотрудников и преподавателей кафедры разработки месторождений полезных ископаемых, работников УД ОАО «Испат - Кармет» за поддержку при выполнении этапов работы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1 Состояние вопроса разработки маломощных и сложноструктурных пластов. Постановка задач и обоснование направлений исследований

Отработка запасов Карагандинского угольного бассейна велась с момента освоения по настоящее время, преимущественно, из мощных и средней мощности пластов, в которых залегают малозольные коксующиеся угли. На Промышленном, Майкудукском и Саранском участках - это угольные пласты К7, кю К|2, К|з, К|4, К|8, в Шерубай - Нуринском и Тентекском угленосных районах - соответственно, пласты к7, К|0 К(2, К|8, Дкмь Дв. Т| и т3. Дефицитные коксующиеся угли марок Ж, КЖ, К, КО и ОС могут быть также получены при разработке сложноструктурных, тонких и сближенных пластов в Карагандинском районе -К4, Кб, к9, кц, к16, К|7, К]9, к2о, на отдельных участках - из пластов кв, к)4 и к18; в Шерубай - Нуринском и Тентекском районах-из пластов Кц, ки, к,7, К|8, Д1, Д2, Д4, Дз, Д7, Д9, дю и Дц, балансовые запасы которых только на действующих шахтах составляют 814 млн.т.

Решению проблем полноты извлечения полезных ископаемых из недр и снижению их потерь посвящены работы Л.Д. Шевякова, A.C. Бурчакова, A.C. Сагинова, С.С. Квона, H.A. Дрюкда, К.Ф. Сапицкого, М.И. Бескова, А.Г. Фролова, Ш.Г. Болгожина, Е.И. Рогова, Ю.Л. Худина, С.С. Жетесова, К.Н. Адилова, А.Е. Смолдырева, В.В. Добровольского, В.П. Симонова, а также Б.Х. Кошумо-ва, Х.А. Юсупова, В.А. Старикова, Б.И. Воронина, Ю.В. Савенко, В.Ф. Самусе-ва, В.Ф. Шмидта, Ш.А. Алтаева, А.М. Мусина и др. Ряд методических положений, разработанных этими авторами в исследуемой области, был использован при выполнении настоящей работы.

В мировой и отечественной практике доказана возможность эффективной отработки тонких и сложных по структуре угольных пластов. Однако при этом нет научно обоснованной методики формирования оптимальных технологических схем очистных работ и слагающих их звеньев для условий работы высокопроизводительных очистных забоев по принципу «шахта - лава» или «шахта - пласт». Вышеизложенное потребовало постановки специальных многоплановых исследований.

В зарубежной практике отработки тонких пластов при использовании стругов, узкозахватных комбайнов и механизированных крепей производства Германии и Великобритании в этих странах, а также в США и Казахстане обеспечиваются устойчивые нагрузки на очистной забой до 5 - 8 тыс. т/сут. Высокопроизводительным схемам отработки тонких пластов в зарубежных странах присущи: длина лавы (до 400 м) и выемочного столба (до 5,3 км), в 1.5 - 2.0 раза большая, чем на шахтах УД ОАО «Испат - Кармет»; применение надежного с высокой производительностью и энерговооруженностью технологического оборудования с ресурсом эксплуатации до 10 - 15 млн. т до капитального ремонта; скорость проведения горных выработок (50 - 60 м/сут и более).

Установлено, что при комплексном учете факторов (подземного и поверхностного транспорта, отвалообразования, экологического ущерба и др.) разме-

щение в шахте породы, получаемой от проходки, селективной выемки и других источников, выгоднее на 20 - 30%, чем выдача ее на поверхность.

В соответствии с вышеизложенным, основной целью работы является создание технологии эффективной выемки маломощных и сложных по структуре пластов на основе использования попутно добываемой породы для охраны выемочных выработок и управления горным давлением в очистном забое и на его сопряжениях.

2 Георесурсы коксующихся углей Карагандинского бассейна

В соответствии с рекомендуемой классификацией (рисунок 1) к маломощным пластам отнесены пласты мощностью от 0.7 до 1.8 м.

В Карагандинском бассейне в тонких пластах сосредоточено около 20 % всех запасов, в основном коксующихся углей, однако добыча из них (в среднем -5 %, максимальная в 2002 г. - 10 %) существенно отстает от объемов угля, добываемого из пластов средней мощности и мощных из-за отсутствия эффективных технологических схем и средств разработки. Общие ресурсы кондиционных углей коксовых марок в бассейне составляют 4.9 млрд. т, в том числе по районам: Тентекскому - 1210.5, Шерубай - Нуринскому - 919.2 и Карагандинскому — 2767.9 млн. т. Подготовлено к освоению 1490 млн. т запасов коксующихся углей бассейна. Разведанные, резервные и перспективные запасы составляют 3372 млн. т. По районам распределение общих промышленных запасов, и в том числе по маломощным пластам в пределах шахтных полей действующих шахт следующее: Промышленный участок — 15.0 и 14.4 % запасов, Саранский участок - 15.5 и 9.6% запасов, Шерубай - Нуринский район - 20.7 и 19.0 % запасов и Тентекский район - 48.7 и 46.9 % запасов.

В маломощных пластах сосредоточено 695.9 млн. т, или 46.7 % всех балансовых запасов коксующихся углей. В бассейне на действующих шахтах 16 пластов сложного строения с промышленными запасами 118 млн.т. Общая величина забалансовых запасов составляет 275.5 млн. т (18.5 % от балансовых запасов), которые на 91.8 % сосредоточены на маломощных пластах.

При нынешних темпах развития шахтного фонда коксующихся углей без маломощных пластов хватит на шахтах Промышленного участка на 10-30 лет, в том числе в пределах действующих горизонтов - 10 - 15 лет; на Саранском участке - на 43 и 10 лет; на Шерубай - Нуринском районе - 83 и 30 лет и на Тентекском районе - на 6 - 29 и 4 - 9 лет. Таким образом, разработка запасов коксующихся углей маломощных и сложноструктурных пластов, а при эффективных технологических решениях и забалансовых запасов, является актуальной проблемой.

Категория запасов

Соответствие кондициям

Технология очистной .' выемки

Технология 'проведения участковых выработок

Наличие породной раскоски

Охранные сооружения выемочных выработок

Полнота заполнения выработанного пространства

Рисунок 1 - Классификация запасов угля в маломощных, сложноструктурных

пластах и технологии их выемки.

3 Исследование закономерностей проявлений горного давления в очистных и подготовительных выработках при отработке маломощных и сложноструктурных пластов

Аналитические исследования геомеханических закономерностей, возникающих в приконтурной зоне подготовительных выработок с учетом влияния процессов сдвижения горных пород, происходящих над выработанным пространством очистных забоев, позволили разработать методический подход по определению прогибов и шага обрушения основной кровли с учетом ее динамической составляющей {Ьпер) в объемной постановке задачи вдоль выемочных выработок, поддерживаемых впереди и позади очистных забоев на границе с выработанным пространством:

яЬ1

У о. кр / И ,128Л„ — М Рр \

и

м,

L

где [cfp\ = 0,7-[cfp]; [<fp] - допустимая прочность пород основной кровли на разрыв в массиве и образце; у^.щ h0Kp - объемный вес и мощность пород основной кровли; ах и ау— напряжения горных пород в кровле и боках выработки; ЬсуМ - ширина выработки в проходке.

Исследования объемного напряженно- деформированного состояния (НДС) приконтурного массива выемочных выработок, поддерживаемых на границе с выработанным пространством (рисунок 2а) показали, что распределение напряжений при возведении охранных породных опор (полос) резко меняется. Пик максимальных напряжений смещается на 5 - 10 м в угольный массив и уменьшается в 1.6 раза по сравнению с положением, когда искусственные полосы отсутствуют (рисунок 2 ). Напряжения над самой выработкой также снижаются в 1.2 - 1.3 раза (рисунок 21). Эпюра напряжений, связанная с обрезом пород основной кровли в выработанном пространстве лавы, расположена над контуром возведенной породной полосы. Ширина бутовой полосы, в зависимости от влияющих факторов, устанавливается по номограмме (рисунок 3). Получение данных производилось по напряжениям в узлах модели в среде Ansys с обработкой их в программе Pascal и построением диаграмм по, графическому файлу MSExel.

Вывалообразование породы на сопряжениях лавы с подготовительными выработками в 1.5 - 2.0 раза выше, чем на остальных ее участках. Надежное перекрытие кровли и боков выработки, примыкающей к лаве, достигается применением опережающей крепи сопряжения - патент РФ № 2023162, с вписыванием ее перекрытия в арочный профиль поддерживаемой выработки - а. с. № 1006758. Размещение породы от подрывки почвы впереди лавы производится в кутке вентиляционной выработки.

10 м

.6, в

1 голоса

16,8 33,6 50,4 67,2 84,0 Ширина разреза, м

-с бутовой полосой

— "без бутовой полосы

Рисунок 2-Объемная модель (а); напряжения в приконтурной зоне выработки без- (б) и с искусственными охранными сооружениями (в) по ширине обреза массива горных пород основной кровли и непосредственно над выработкой (г).

работанное пространство; Ек и Е„- характеристика пород кровли и породного охранного массива; В„ - ширина породной полосы.

Рисунок 3 - Номограмма для определения ширины породной полосы в зависимости от характеристик пласта и бутового сооружения.

Для снижения затрат и трудоемкости процессов при переходе лавами горных выработок, расположенных по фронту движения работ, целесообразно крепление этой выработки вспучиванием пород почвы (за 30 суток - на 3.0 м) -по а. с. № 1627704, путем их увлажнения подачей воды в канавки, устраиваемые на расстоянии (/) одна от другой, определяемом по формуле:

a-t-J

где к - переводной коэффициент, учитывающий единицы измерения, град-м/(сут-мин); а - угол падения пласта, град; t - интенсивность пучения пород, м/сут; J- скорость фильтрации воды во вмещающих породах, м/мин.

4 Разработка методических основ по совершенствованию технологических схем очистных работ

Значительный вклад в развитие теоретических и методических основ технологических схем шахты и ее подсистем внесли такие ученые, как Б.И. Бокий, А.М. Терпигорьев, А.Д. Шевяков, П.З. Звягин, A.C. Бурчаков, А.П. Килячков, A.M. Курносов, М.И. Устинов, А.И. Митейко, A.C. Малкин, В.М. Зыков, A.C. Сагинов, С.С. Квон, Е.И. Рогов, С. В. Цой, С.С. Жетесов, Г.П. Данилина и др.

Формирование оптимальных технологических схем очистных работ является многомерной задачей, алгоритм решения которой отсутствует. Сущность рекомендуемой методики синтеза оптимальных технологических схем очистных работ (разработана совместно с H.A. Немовой и Д.В. Соном, под руководством проф. С.С. Квона) формулируется следующим образом: определить такие качественные и количественные параметры технологической схемы, которые обеспечивают экстремум совокупного критерия эффективности при ограничениях

на применение элементов по горно - геологическим условиям с соблюдением требований ПБ, ПТЭ и экологии. При этом были использованы методические положения по построению и реализации оптимизационных математических моделей, предложенные Е.И. Роговым, С.Е. Роговым, А.Е. Роговым и др.

Этап 1: декомпозиция подсистемы «очистные работы» на элементы. При наличии подсистемы с совокупностью элементов Х^,, Х2в,.., Xпе, объединенных определенными уровнями связей х п) (в = 1, 2,3, ... - индекс подсистемы в перечне структур шахты, у - индекс градации связи элементов, образующих подсистему):

С = { Х/е, X (7, 2).] > X (2,1),] , ••• , X („.¡)е, X „)^,Хпл ...} .

' Подсистема по определенной схеме выполняет ряд технологических функций Т1а Т2,с,..., Тп.1.с, Ттл,..., объединенных по нормам безопасности и экономическим критериям Т(„_1т) к, образует единый функциональный процесс:

' Для создания математической модели подсистемы с учетом каждого из слагающих ее элементов X„,„ с оценкой по специально выбранным локальным критериям с учетом их весомости с1г, формируется функция цели

где" Р, 0 =1,2,..., п) - составляющие по каждому из критериев Л5/, Р2, ...;

Этап 2: определение рациональных значений дискретных количественных, непрерывных управляемых и качественных параметров. Вектор управляемых характеристик и параметров подсистемы выглядит как: 0={х,2,¥}.

Здесь Х- вектор качественных характеристик технологической схемы в области {Р/} допустимых значений X £{Р]}'- Х= (Хь Х2, ... Хц>),

где X; - направление движения очистного забоя, Х/=(Зс/..., х/ }); Х2 -расположение подготовительных выработок относительно пласта, Х2=(х2, ¡, х22, х21); Х3 — порядок отработки выемочных столбов, Хз=(хз1, хз.2, Х33); Х4 -последовательность проведения подготовительных выработок, Х4 =(х4\, х42, х43); Х5 - схема проведения подготовительных выработок, Х^(хц, ху2, Хв - способ охраны выемочных выработок, Хб=(хц, Х1 - схема про-

ветривания выемочного участка, Х7=(х7,1, х7г2, х^; Х8 - способ выемки угля в лавах, Х%=(х^1, х82); Х9 - тип средств транспорта угля, Х^=(хд1 ¡, х92, ..., х<м); Хщ - наличие бункеров, Х!0 = (хю,и х10ъ2); Хц - тип вспомогательного транспорта, Хц= (хщ, хц>2,..., хна); тип средств механизации подготовительных выра-

Т- {Т/ с, Т(1,2)Л, Т2.с, Т(2.1), к, Т1с, ... Тт.1с, Т^/п-/, т), к> Тт_с, ...}.

при .= 1.

ботках, Х,2-=(х12.1, х/2,2,..., х/2,<); тип транспорта из забоя подготовительной выработки, Хц-Осц/, Хц2, хчз): Хы - тип вспомогательного транспорта при проведении подготовительных выработок, Хи=(х14,ь хц:,х!} (); Х,5 - способ управления горным давлением, Хц=(хц,1, хц2, Хц,з); Х!6—способ ведения закладочных работ и возведения породных полос, Х!6=(х161, х16-2,..., х]6,5); Х,7-характер размещения раскоски, Хп={хп,и *п.2, Х17.3); Х/8 - длина очистного забоя, Хц=(х/8,1, Х18.2); Хщ - способ демонтажа - монтажа оборудования очистного механизированного комплекса, ^/9=^/9,/, х,д2, х/93).

X - вектор дискретных целочисленных параметров (переменных) в области

{Р2} допустимых значений X ъ {Р2}', У -вектор непрерывных управляемых

параметров в области {Рз} допустимых значений У е {Рз}-

Каждому элементу подсистемы соответствует свой набор управляемых переменных. Оценка технологических схем ц е Л/Д/,) производится оптимизацией их критерия адаптации:

при необходимых условиях: где у^ - предельные значения параметров.

Этап 3: синтез оптимальных управляемых подсистем. Любому варианту /л, е Мг{Ь) поставлена в соответствие задача оптимизации параметров процессов подсистемы:

в = (гп1П,тах)2,Г,^г) |^(0(1),0(2),0(У),©(};,),.

'1

По уровням технологической схем необходимо определить такой вариант

Цоб Ме(1) с параметрами У°и), который обеспечивает экстремум зна-

чения вектора управляемых характеристик подсистемы. Переход от одного к другому варианту технологической схемы есть управление конечным состоянием подсистемы с оптимальными значениями множества параметров

&оОГ/). Так как вектор управляемых характеристик и параметров подсистемы имеет дискретный вид Су = (при =1), то критерий оптимальности

н

можно представить как произведение весомости отдельных элементов на общем диапазоне функционирования (Г) технологической схемы:

н

При выборе оптимальной технологической схемы отыскивается такой вариант, который обеспечивает минимальное приращение критерия оптимальности на всех (р-1) частных диапазонах tj , где j = 1,2,..., р-1. При сравнении всех AFj (J -1,2,..., р) определяется AFK->min для диапазона tj и вариант который и принимается при синтезе схем как оптимальный.

Представленный методический подход рекомендуется к генерированию оптимальных технологических схем очистных работ для условий отработки маломощных и сложноструктурных угольных пластов.

Для выбора рациональных средств механизации очистных работ, в развитии исследований Рогова А.Я., Щербиной Э.Г. и Страхова В.М., разработаны методические положения по оценке их по критериям уровня эксплуатационных параметров (К). Для механизированных крепей - Ккр:

т •А

К = *Г> *Р

'р М Т '

где Ткр — ресурс механизированной крепи до капитального ремонта, лет; Мкр - удельная масса крепи:

. ■ М =

a-R

Мс и а - масса и шаг установки секций, т, м; R - характеристика крепи в отношении ее способности предотвращать проникновение пород кровли и почвы в призабойное пространство лавы:

ркр рп

сопротивление крепи на 1 м2 площади лавы, кН/м2; Р" - удельное давление крепи на почву, кН/м2; S - среднее сечение крепи в свету, м2; Ту -трудоемкость передвижки крепи, чел-мин/м; Акр - раздвижность крепи:

А =Н"Р -Нкр > м,

кр max тт

Н"Р и Нкр - конструктивная высота крепи соответственно при максимах min

мальной и минимальной вынимаемой мощности пласта, м.

Соответствующие критерии разработаны для выбора очистных узкозахватных комбайнов, забойных скребковых конвейеров, струговых установок, ленточных конвейеров и проходческих комбайнов избирательного типа.

5 Разработка рациональных звеньев технологических схем высокопроизводительных лав на маломощных и сложноструктурных

пластах ■

При прочих равных условиях затраты на разработку маломощных и сложноструктурных пластов всегда больше, чем при выемке мощных и средней мощности пластов без породных прослоев. Поэтому при их выемке необходима реализация новых, более эффективных технологических способов, обеспечивающих выпуск конкурентоспособной угольной продукции. Для выбора рациональных функциональных подэлементов подсистемы «очистные работы» произведена их количественная оценка по различным локальным критериям.

Для уменьшения объемов горнопроходческих и монтажно - демонтажных работ разработан способ этажно - панельной подготовки шахтного поля (рисунок 4), при котором обслуживающие наклонные выработки располагают на границах этажей или панелей, а центральные промежуточные сбойки проводят полевыми по падению пласта (заявка на патент РК № 2003/0724.1).

\ А- -¿ГГф^ПГ

1, 2, 3 - воздухоподающий, клетевой и скиповой стволы; 4 - главные наклонные выработки; 5 - выемочные поля; 6 - ярусы; 7, 8 - вентиляционный и конвейерный этажные штреки; 9 - транспортный ппрек; 10 - наклонная полевая сбойка; 11 и 20 - свежая и исходящая струя воздуха; 12 - забой подготовительной выработки; 13 - очистной забой; 14, 15 - крылья этажа; 16 -вентиляционный горизонт; 17 - выработанное пространство; 18 - грузопоток угля; 19 - гезенки; 21 - поддерживаемая часть конвейерного штрека; 22 -фланговые наклонные выработки; 23 - фланговые вентиляционные стволы; 24-промежуточная полевая сбойка; 25 - целики угля.

Рисунок 4 - Способ этажно (а) - панельной (б) подготовки шахтного поля.

При сравнении вариантов технологии проведения подготовительных выработок эффективными явились двухоперационные поточные схемы с возведением охранных бутовых полос пневматическим способом. Для повышения коэффициента машинного времени и увеличения темпов проведения горных выработок комбайновыми и буровзрывными комплексами разработаны технологические схемы с использованием телескопически передвигающихся звеньев временной предохранительной крепи (а. с. № 878949,1411492).

Для схем проветривания выемочных участков при разработке маломощных и сложноструктурных пластов с охраной подготовительных выработок породными сооружениями установлена целесообразность применения схем с полным обособленным разбавлением и удалением метана по источникам его поступления в рудничную атмосферу.

В Карагандинском и других угольных бассейнах СНГ отсутствуют условия для отработки пластов лавами длинными столбами по падению (восстанию) пласта, поэтому для снижения сроков перемонтажа оборудования очистного механизированного комплекса (на 30 %) с высоким эксплуатационным ресурсом при отработке выемочных полей ограниченных размеров с закладкой выработанного пространства разработано техническое решение, при котором перемещение механизированных крепей осуществляется концентрированной передвижкой попарно соединенных секций (решение о выдаче предварительного патента PK по заявке № 2003/0455.1).

Для обеспечения мобильности на узле перегрузки угля со скребкового надвижного перегружателя на участковый ленточный конвейер разработана технологическая схема передвижки с подвижной обоймой на перегружателе с направляющими выступами и зацепами с подтягиванием цепью его става через зубчатые звездочки (предварительные патенты PK № 11541, 12764 и 12765).

: 6 Создание технологических схем размещения породы в шахте при разработке маломощных и сложноструктурных пластов

Для создания мобильных способов и средств возведения охранных породных и закладочных массивов из попутно добываемой шахтной породы с требуемыми прочностными свойствами и технологическими параметрами, эффективным образом вписывающихся в технологию высокопроизводительной выемки маломощных и сложноструктурных пластов, был выполнен комплекс исследований на некондиционных по качеству закладочных материалах из мелкозернистых с примесью глины повышенной влажности соляных отходов обогащения калийных руд с целью применения созданной технологии и оборудования при любых закладочных материалах, в том числе шахтных породах.

Вопросами размещения породы в шахтных условиях занимались многие НИИ и проектно - конструкторские институты: ИГД им. A.A. Скочинского, ИГД им. Д. Кунаева HAH PK, КНИУИ, ДонУГИ, «Карагандагипрошахт» и др. и ученые Е.И. Рогов, H.A. Дрижд, Ш.А. Алтаев, С.С. Квон, Н.К. Бужин, И.И. Весков, В.В. Быстров и другие, в работах которых не рассматривались вопросы, связанные с совершенствованием технологических схем очистных работ с высокопроизводительными лавами.

Для создания высокопроизводительной винтовой и камерной закладочных машин был разработан ряд технических решений по совершенствованию конструктивных схем различных узлов, реализованных в опытных образцах машин 2ШЗМ, 2ШПЗМ, ВОЗМ(1)2 и ТА - 29М и защищенных 14 изобретениями.

Создана технология возведения охранных сооружений, позволяющая эффективно совмещать ее с высокопроизводительной очистной выемкой угля. В качестве жесткой конструкции предлагается использование бутовой опоры,

возводимой на сопряжении лавы в выработанном пространстве за контуром ограждений линейных секций механизированной крепи нижнего пая из породы, получаемой от подрывки почвы конвейерной выработки (рисунок 53"6) - предварительный патент РК № 14024 от 05.12.2003.

Сформированы схемы с проведением подготовительных выработок широким забоем с активацией процесса возведения бутовых полос увлажнением почвы, механическим уплотнением из очистного (подготовительного) забоя или инъекцией твердеющих добавок в контуры породных массивов (рисунок 6).

б

1 - выработанное пространство; 2 - гидродомкраты; 3 - ограждение; 4 - механизированная крепь очистного забоя; 5 - козырек крепи; 6 - угольный забой лавы; 7 - арочное крепление; 8 - боковая ножка; 9 - ремонтины; 10 — забойный конвейер; 11-штоки; 12-штамп; 13-трубопровод; 14 - закладочная машина; 15 - забой подрывки; 16 - бутовая опора.

Рисунок 5 - Технологическая схема возведения бутовых опор.

а, б - соответственно с опережающим и отстающим забоем конвейерного штрека; в - спаренным широким забоем. 1 - очистной комплекс; 2 - проходческий комбайн; 3 -дробильно - закладочный комплекс; ,4, 5 - конвейеры: скребковый и ленточный; 6 - перегружатель; 7 -трамбующая машина; 8 - высоконапорный насос для подачи вяжущих добавок или воды; 9 ',- гибкий шланг; 10 - опалубка из смеси с твердеющими материалами; 11 - уплотняющие домкраты; 12 - закладочный трубопровод; 13 '- передвижная опалубка; 14 - управляемый гидравлический полок.

Рисунок 6 - Технологические схемы возведения охранно - изолирующих бутовых полос при столбовых системах разработки.

На рисунке 7 приведена зависимость ширины породной полосы от вынимаемой мощности угольного пласта и сечения проводимой подготовительной выработки.

и (В,.), м_

а б в г д с \ * \ \ \

\V

[ 1

\-А-1п(т, 5се); а-е-В„(т, а)\ 1 - = 10,7 м2; 2 - = 12,8 м2; 3 - 5св = 14,4 м2; 4 - = 17,2 м2. а - без активации; б, в - уплотнение из очистного и подготовительного забоя; г - увлажнение почвы и опалубка из твердеющих материалов; д - уплотнение в спаренных подготовительных забоях; е - комплексное воздействие б, в, г. Рисунок 7 - Зависимость необходимой ширины изолирующе - несущей полосы (1„ - по объему породы, В„ - оптимальной) от способа активизирующего воздействия, вынимаемой мощности т и сечения выемочной выработки проводимой широким забоем.

Технико - экономическим анализом установлено, что наиболее эффективными, с учетом мобильности, являются технологические схемы возведения охранных породных и закладочных массивов пневматическим, гидро- и механо-пневмагичесхим способами.

7 Эффективность технологических разработок

На основе выявленных рациональных элементов синтезированы технологические схемы очистных работ, адаптированные к условиям высокопроизводительной разработки маломощных и сложноструктурных пластов (рисунок 8), сгруппированные по следующим отличительным признакам:" с предварительным проведением и охраной парных выемочных выработок бутовыми полосами (А, И) или целиками угля (Б), с одиночными выработками (В) и без предварительной их проходки: с опережением (Д) или отставанием (Г) от фронта очистных работ; с комбинированной отработкой выемочных столбов (£); с короткими лавами (Ж), в том числе с тупиковыми забоями (3); с газодренажными выработками (К) и с сооружением выработок (Л) в выработанном пространстве.

ш. м

2,5-3,0 км

2,5-3,0 км Б 2^-3,0 км

Рисунок 8 - Технологические схемы выемки маломощных и сложно-структурных пластов.

Формирование экономике- математической модели технологических схем очистных работ для определения оптимальной области применения и геометрических параметров выемочных участков производилось по экономическим критериям с учетом текущих внутри- и внелавных затрат. Зависимость оптимальных значений длины лавы {Ья) и выемочного столба (Н) от суммарных затрат на 1 т промышленных запасов можно представить в следующем виде:

Н =--у, AL\ + BL\ - CL\ - DL2, - EL , + F = О,

где a i у а 2, a¡, А, В, С, D, Е и F - стоимостные коэффициенты, характеризующие отдельные виды затрат.

Разработана интерактивная информационная система на языке визуального программирования Delphi 6.0 с использованием метода быстрого проектирования RAD в виде интерфейсных программных модулей для расчета нагрузки на очистной забой, установления рациональных элементов структурной декомпозиции, определения оптимальной технологической схемы и параметров ведения очистных работ, реализованных в «Методике анализа и синтеза технологических схем ...».

Экономике - математическое моделирование технологических схем очистных работ позволило установить их оптимальные параметры и область целесообразного применения отработки маломощных и сложноструктурных пластов в зависимости от влияющих горно - геологических и горнотехнических факторов (рисунок 9). При вынимаемой мощности пласта 0.8 - 1.75 м, нагрузке на очистной забой - 3500 - 4500 т/сут, длине лавы 345 - 275 м и протяженности выемочного столба 2.5 - 3.3 км, оптимальными являются схемы с оформлением создаваемых и поддержанием пройденных выемочных выработок за лавой (рисунок 10).

Технико - экономический эффект от охраны повторно используемых выработок бутовыми уплотненными опорами составляет 14.5 тг/т.

В соответствии с «Техническим заданием на разработку чертежей, изготовление узлов и конструкций управляемой системы перегрузки угля» с лавного перегружателя на участковый ленточный конвейер, утвержденным УД ОАО «Испат - Кармет», изготовлено и в настоящее время находится в эксплуатации 9 комплектов оборудования. При этом экономия затрат от увеличения коэффициента машинного времени работы лавы составит более 0.5 млн. тг/год на один комплект.

Применение прогрессивной планировки шахтного поля позволит получить экономический эффект - 200 тг/т.

При бездемонтажной отработке выемочных полей исключаются затраты на амортизацию и электроэнергию используемого доставочного оборудования, что позволяет получить эффект 50 тг/т.

Использование механизированных крепей сопряжений с разработанными конструктивными схемами позволит получить экономический эффект 20 тг/т.

Расширение области применения проходческих комбайнов при оснащении их навесным оборудованием для безвзрывного извлечения крепких пород, при-секаемых по сечению подготовительной выработки позволит получить экономический эффект 5.65 тыс. тг/м.

При переходе очистными комплексами диагональных вентиляционных сбоек, расположенных по ходу отработки выемочного столба, с подбучиванием их кровли увлажненной породой почвы выработки, эффект составит 25 тг/т. Опытную проверку такая технология прошла на шахте «Дубовская» ПО «Ка-рагандауголь» при переходе людского ходка лавой 12Акю-в.

гп, м

Н,км

Ку - коэффициент устойчивости боковых пород; Н, Ь, - длина выемочного столба и лавы, км; м; А^ - суточная нагрузка на лаву, т. Рисунок 9 - Определение оптимальных параметров технологических схем.

Применение разработанной технологии охраны выработок бутонесущими полосами требуемой прочности позволит получить экономический эффект от повышения устойчивости выемочных выработок 38.6 тг/т.

В условиях шахты «Саранская» УД ОАО «Испат - Кармет» эффект от размещения попутно добытой породы при погашении откаточного квершлага № 2 гор. -100 составит 25 тг/т.

Расчетный технико - экономический эффект от селективной выемки пласта, для условий отработки лавой И Б к35 -з со снижением зольности угля на 2 -3 % на шахте «Дубовская» ПО «Карагандауголь» составил 50 тг/т.

Применение технологической схемы гидрозакладки выработанного пространства с разиловкой дренажных коробов согласно «Проекта подготовки и отработки лавы 6к|8-з шахты им. 50 ЛОР ПО «Карагандауголь» позволило получить расчетный эффект 2 тг/т.

ьйа - оптимальная и возможная область применения.

Рисунок 10 - Область эффективного применения технологических схем выемки маломощных и сложноструктурных пластов.

В соответствии с утвержденными «Техническими заданиями на пневмо-закладочные машины...» и «Исходными данными на проектирование опытно-промышленного участка по отработке пласта АБ длинными очистными забоями с пневмозакладкой выработанного пространства рудника БКРУ-2 ПО «Уралка-лий» ВО «Союзкалий» Министерства по производству минеральных удобрений СССР расчетный экономический эффект составил 7.5 и 1.5 млн. тг/год, соответственно на машины ВОЗМ2 и ТА-29М.

Применение предлагаемых технологических решений позволит повысить эффективность горных работ и вывести Карагандинский бассейн на качественно новый уровень его развития.

ВЫВОДЫ

В диссертации дано теоретическое обобщение и новое решение крупной научно - технической проблемы, заключающейся в обосновании и создании эффективной технологии интенсивной разработки маломощных и сложно-структурных пластов, обеспечивающей размещение селективно добытой в лавах и присекаемой по сечению подготовительных выработок породы в бутовые охранные полосы (опоры), закладочные массивы с требуемыми прочностными свойствами, технологическими параметрами их возведения для улучшения условий поддержания очистных, подготовительных выработок и позволяющей решить проблему рационального использования георесурсов угольных шахт.

Основные научные и практические результаты, полученные при проведении исследований, заключаются в следующем:

1. Установлены закономерности напряженно - деформированного состояния приконтурного массива горных пород при возведении охранных сооружений на границе поддерживаемых выемочных выработок с выработанным пространством из попутно добываемой шахтной породы, в зависимости от. мощности пласта, управляемости пород кровли, геометрических и прочностных параметров охранных породных сооружений, что приводит к смещению эпюры действующих напряжений с контуров выработки на угольный массив (на 5 -10м) с уменьшением пика нагрузки в 1.6 раза и породную полосу (с распределением по ее ширине) в выработанном пространстве при снижении концентраций давления над выработкой в 1.2 - 1.3 раза, что позволяет повысить устойчивость самой поддерживаемой выработки, сопряжения лавы с ней и эффективность технологии очистных работ (затраты на 20 - 30 % ниже, чем при отвало-образовании шахтной породы на поверхности). Сформирован методический подход по определению проявлений горного давления при ведении очистных работ, учитывающий динамическую составляющую деформаций пород кровли.

2. Разработаны основные положения по совершенствованию технологических схем выемки маломощных и сложноструктурных пластов с оставлением породы в шахте на основе использования высокопроизводительных мобильных средств закладки: машин камерного - ТА-29М и винтового типов - 2ШЗМ, ВОЗМ(1)2, 2ШПЗМ; боковых выпусков в виде поворотных звеньев; трубопроводной остнастки для активации процесса пневмотранспорта и способов возведения (пневматического, механо- и гидропневматического)

' охранных породных и закладочных массивов с требуемыми прочностными свойствами и технологическими параметрами. Применение предлагаемых способов, средств и параметров возведения несущих породных массивов позволит обеспечить высокую интенсификацию, концентрацию очистных и закладочных работ при схеме работы шахты по принципу «шахта - пласт» или «шахта-лава».

3. По критериям оценки качества технологических параметров обору до ва-• ния, в соответствии с разработанным методическим подходом, установлены

рациональные типы средств механизации ведения очистных работ и процессов их обеспечения.

4. Сформированы методический подход по декомпозиции подсистемы «очистные работы» на элементы: «расположение и длина очистного забоя», «возведение породных массивов», «топология горных выработок», «монтаж -демонтаж оборудования», «вентиляция», «проведение и поддержание подготовительных выработок» (всего 19), определенные по критериям экономичности и нормам правил безопасности с градацией на подэлементы с областью их целесообразного применения, и методика синтеза технологических схем из вновь созданных и выявленных рациональных подэлементов, что позволило разработать технологические схемы, адаптированные к условиям высокопроизводительной выемки маломощных и сложноструктурных пластов, и определить эффективность вовлечения запасов малой мощности (0.7 - 1.8 м) и сложных по структуре (в том числе мощностью более 1.8 м) пластов в отработку.

5. Эффективность разработанных прогрессивных технологических схем возведения породных полос (опор) и закладочных массивов основана на активации этих процессов обеспечением требуемого качества формируемых охранных бутовых сооружений, достигаемого механическим уплотнением (из. коротких, длинных очистных забоев и подготовительных выработок), увлажнением почвы и инъекцией твердеющих добавок в контуры созданного несущего бутового массива, чем обеспечивается надежное поддержание выемочных и очистных выработок от влияния горных работ.

6. Созданная экономико - математическая модель технологических схем с оценкой их по внутри- и внелавным текущим затратам, характеризующаяся учетом эффекта от применения породы в качестве попутного товарного продукта, позволяет достоверно моделировать процессы технологии очистной выемки угля и установить область применения технологии (диапазон мощности пластов 0.8 - 1.75 м - при схемах с оформлением создаваемых и поддержанием пройденных выработок) и параметры ведения очистных работ (длина лавы и выемочного столба, соответственно, 275 -345 м и 2.5 - 3.3 км при суточной нагрузке на лаву 3.5 - 4.5 тыс. т) с размещением породы в шахте.

7. Разработаны новые технологические решения, формирующие прогрессивные способы отработки угольных пластов по принципу «шахта - лава»:

- раскройки и отработки шахтных полей для лав с очистным оборудованием с высоким технологическим ресурсом;

- возведения уплотненных охранных породных полос (опор), закладочных массивов в подготовительных и очистных забоях.

Список опубликованных работ по теме диссертации:

1 Fulda D., Djomin W. Probleme und Entwicklungsrichtungen bei der Anwendung von Abbauverfahren mit Versatz bei Abbau der Kalilagerstätte Werchnekamsk in der RSFSR //Neue Bergbantechnick, Ней 1,1989. S. 17 - 19.

2 A.C. № 1627704. СССР. Способ отработки выемочных полей // Квон С.С., Мамонтов Я .Я., Демин В.Ф. и др. Опубл. 15.02.1991.

3 Векслер Ю.А., Демин В.Ф. Концепции технологии разработки калийных пластов с закладкой выработанного пространства // Технология подземной разработки месторождений //Межвуз. научн. темат. сб., Екатеринбург, 1991. С. 52-57.

4 Патент РФ. № 202316. Крепь сопряжения // Роот Э.Г., Шонтаев Д.С., Демин В.Ф. и др. Опубл. 15.11.1994.

5 Смагулов З.М., Исагулов С.Т., Демин В.Ф. Крепление сопряжения лавы с примыкающими выработками // Труды Университета, Караганда, КарГТУ, 1999. Вып. 5. С. 88-89.

6 Харьковский B.C., Демин В.Ф., Демина Т.В. Исследование параметров изменчивости технических факторов при высокопроизводительной очистной выемке угольных пластов // Проблемы комплексного освоения рудных и нерудных месторождений Восточно - Казахстанского региона, посвященная 10

- летию независимости РК // Материалы 1 - й Междунар. научн. конф., Усть

- Каменогорск, ВКГТУ, 2000. С. 536 - 538.

7 Харьковский B.C., Демин В.Ф., Демина Т.В. Исследования по предупреждению проявлений горного давления при отработке мощных угольных пластов // Труды Университета, Караганда, КарГТУ, 2001, № 3. С. 43 - 46.

8 Харьковский B.C., Демин В.Ф., Демина Т.В. Социально - технический уровень технологических схем очистной выемки угольных пластов // Труды пятой междунар. конф. «Новое в охране труда, окружающей среды и защите человека в чрезвычайных ситуациях», Ч. 1, Алматы, КазНТУ, 2002. С. 353 - 355.

9 Демин В.Ф. Зависимость устойчивости подготовительных выработок от условия их поддержания // Труды Университета, Караганда, КарГТУ, 2002, №4. С. 37 - 39.

10 Демин В.Ф. К вопросу об охране повторно используемых выработок породными полосами // Труды Университета, Караганда, КарГТУ, 2002, №4. С. 43 -46.

11 Предварительный патент на изобретение РК № 11541. Устройство для перегрузки полезного ископаемого // Бобнев Ю.Н., Новальский А.Т., Демин В.Ф. Опубл. 15.05.2002.

12 Предварительный патент на изобретение РК № 12764. Устройство для передвижки скребкового надвижного перегружателя // Бобнев Ю.Н., Новальский А.Т., Демин В.Ф. и др. Опубл. 17.02.2003.

13 Предварительный патент на изобретение РК № 12765. Скребковый перегружатель надвижного типа // Бобнев Ю.Н., Новальский А.Т., Демин В.Ф. и др. Опубл. 17.02.2003.

14 Демин В.Ф. Методические положения выбора средств механизации технологических схем очистных работ // Труды Университета, Караганда, КарГТУ, 2003, № 1. С. 27 - 30.

15 Демин В.Ф. Рациональные технологические схемы проведения выемочных выработок // Тр. Университета, Караганда, КарГТУ, 2003, № 1. С. 37 - 39.

16 Демин В.Ф. Демина Т.В. Подземная добыча угля в Карагандинском бассейне и возможные перспективы развития шахтного фонда // Сб. статей региональной научн. - практич. конф., «Карагандинский экономический регион: реализация стратегии «Казахстан - 2030» // Караганда, КарГТУ, 2003. С. 97 -103.

17 Демин В.Ф. Эффективность схем проветривания и дегазации выемочных участков // Труды университета, Караганда, КарГТУ, 2003, № 2. С. 48-51.

18 Демин В.Ф. Влияние горно - геологических факторов на эффективную эксплуатацию механизированных комплексов // Труды Университета, Караганда, КарГТУ, 2003, № 2. С. 36 - 37.

19 Квон С.С., Роот Э.Г., Демин В.Ф. и др. Проблемы разработки ресурсосберегающих способов выемки запасов Карагандинского угольного бассейна // Труды междунар. конф. «Ресурсовоспроизводящие, малоотходные и природоохранные технологии освоения недр», М., РУДН, 2003. С. 113 -115.

20 Алиев С.Б., Демин В.Ф. Георесурсы коксующихся углей шахтного фонда Карагандинского бассейна // Труды междунар. конф. «Ресурсовоспроизво-

дящие, малоотходные и природоохранные технологии освоения недр», М., РУДН.2003.С. 121 - 123.

21 Демин В.Ф. Обоснование целесообразности отработки запасов маломощных и сложноструктурных пластов И Труды междунар. научн. - практич. конф. «Актуальные проблемы горно - металлургического комплекса Казахстана», Караганда, КарГТУ, 2003. С. 82 - 85.

22 Роот Э.Г., Демин В.Ф., Керимкулов К.К. и др. Топология горных работ при высокопроизводительной очистной выемке угольных пластов // Труды междунар. научн. - практич. конф, «Актуальные проблемы горно - металлургического комплекса Казахстана», Караганда, КарГТУ, 2003. С. 37-40.

23 Роот Э.Г., Демин В.Ф., Керимкулов К.К. и др. Оптимизация параметров технологических схем // Труды междунар. научн. - практич. конф. «Актуальные проблемы горно - металлургического комплекса Казахстана», Караганда, КарГТУ, 2003. С. 34-37. -

24 Квон С.С., Роот Э.Г., Демин В.Ф. и др. Проблемы разработки маломощных и сложноструктурных пластов Карагандинского бассейна, Караганда, 2003, 437 с.

25 Квон С.С., Керимкулов К.К., Демин В.Ф. и др. Механизм создания математической модели формирования технологических схем очистных работ // Труды междунар. научн. - практич. конф. «Актуальные проблемы горнометаллургического комплекса Казахстана», Караганда, КарГТУ, 2003. С. 40 -43.

26 Квон С.С., Демин В.Ф., Сон Д.В. и др. Методические положения по анализу и синтезу технологических схем очистных работ // Труды университета, Караганда, КарГТУ, 2003, № 3. С. 42 - 45.

27 Демин В.Ф., Демина Т.В. Возведение бутовых охранных сооружений с использованием отходов металлургического производства // Труды второй междунар. научн. - практич. конф. «Научно-технический прогресс в металлургии», Темиртау, КМИ. 2003, С. 513 - 516.

28 Демин В.Ф. Технико - технологические характеристики условий поддержания выемочных выработок // Труды второй междунар. научн. - технич. конф. «Современные проблемы геологии, минерагении комплексного освоения месторождений полезных ископаемых Большого Алтая», Усть - Камено-горск,2003, С. 113-116.

29 Демин В.Ф. Технологические схемы возведения охранно - изолирующих породных полос // Вестник КазНТУ им. К.И. Сатпаева, Алматы, 2003. № 2. С. 46-49.

30 Демин В.Ф. Механизм создания математической модели установления оптимальной схемы технологии выемки маломощных пластов // Вестник КазНТУ им. К.И. Сатпаева, Алматы, 2003. № 1. С. 75 - 80.

31 A.C. № 688652. СССР. Закладочная машина // Сагинов A.C., Квон С.С., Демин В.Ф. и др. Опубл. 30.09.1979.

32 A.C. № 705127. СССР. Камерная закладочная машина // Сагинов A.C., Квон С.С., Демин В.Ф. и др. Опубл. 25.12.1979.

33 A.C. № 757745. СССР. Шнековая закладочная машина // Квон С.С., Роот Э.Г., Демин В.Ф. Опубл. 28.04.1980.

34 A.C. № 817260. СССР. Способ возведения околоштрековой полосы // Квон С.С., Пак П.П., Демин В.Ф. и др. Опубл. 30.03.1981.

35 A.C. № 840381. СССР. Способ возведения бутовых полос при отработке по. логих пластов и устройство для его осуществления // Бектегенов С.К., Квон

С.С., Демин В.Ф. и др. Опубл. 28.06.1981.

36 A.C. № 846769. СССР. Боковой выпуск закладочного трубопровода // Квон С.С., Демин В.Ф., Головин В.Т. Опубл. 15.06.1981.

37 A.C. № 877085. СССР. Шнековая закладочная машина // Квон С.С., Демин В.Ф., Головин В.Т. Опубл. 07.11.1981.

38 А.С № 877084. СССР. Закладочная обезвоживающе - загрузочная машина // Зыков В.А., Квон С.С., Демин В.Ф. и др. Опубл. 07.11.1981.

39 A.C. № 891972. СССР. Шнековая закладочная машина // Квон С.С., Демин

B.Ф., Головин В.Т. Опубл. 23.12.1981.

40 A.C. № 931913. СССР. Шнековая обезвоживающе - закладочная машина // Квон С.С., Роот Э.Г., Демин В.Ф. и др. Опубл. 30.05.1982.

41 A.C. № 977837. СССР. Закладочное устройство для лав // Курдяев Б.С., Квон

C.С., Демин В.Ф. и др. Опубл. 30.11.1982.

42 A.C. № 1004658. СССР. Боковой выпуск закладочного трубопровода // Квон С.С., Роот Э.Г., Демин В.Ф., и др. Опубл. 25.03.1983.

43 A.C. № 1010298. СССР. Шнековая закладочная машина // Квон С.С., Демин

B.Ф., Головин В.Т. и др. Опубл. 07.04.1983.

44 A.C. № 1048127. СССР. Закладочное устройство для лав // Зыков В.А., Квон

C.С., Демин В.Ф. и др. Опубл. 15.10.1983.

45 A.C. № 1059216. СССР. Шнековая пневмозакладочная машина // Квон С.С., Роот Э.Г., Демин В.Ф. и др. Опубл. 15.12.1983.

46 A.C. № 1129386. СССР. Шнековая пневмозакладочная машина // Квон С.С., Роот Э.Г., Демин В.Ф. и др. Опубл. 15.12.1984.

47 Демин В.Ф., Пименов A.A. О геомеханических закономерностях, возникающих в подготовительных и капитальных горных выработках, проводимых по напластованию пород // Вестник КарГУ. Серия естественных наук: математика, механика и физика, № 3 (31), 2003. Вып. 1. С. 95 - 99.

48 Демин В.Ф. Физика геомеханических процессов в приконтурной зоне выемочной выработки // Вестник КарГУ. Серия естественных наук: математика, механика и физика, № 3 (31), Караганда, 2003. Вып. 1. С. 68 - 77.

ДЕМИН ВЛАДИМИР ФЕДОР¥ЛЫНЬЩ

«Т6МЕН КУАТТЫ ЖеНЕ КУРДЕЛ1 КУРЫЛЫМДЫ ТАКТАЛАРДЫ

ШАКТА ЖЫНЫСТАРЫН ПОДДАНА ОТЫРЫП ТИ1МД1 КАЗУ ТЕХНОЛОГИЯСЫН ЖАСАУ» диссертадиялык жумысына ТУЙ1Н

Курдел! курылымды такталарды жынысты белек шыгару аркылы талгап казу кажеттшп, казбаларды отизгенде жыныстардьщ улкен мелшерш шыгару, тазалау кенжарындагы жумыс кецкттнщ шектеулшп, уйшд! немесе толтырмалау шаруашылыгын уйымдастыру кажеттийп, экологиялык нуксан келт1ру жэне тагы баска казып ещцруге колайсыз жагдайлар катарымен курделенген жука жэне курдел! курылымды такгалар зертгеу объектны болып табылады.

Жумыс максаты казылган кещспкп толтырмалау жэне казбаны коргау ушщ жыныстарды ти1мд1 пайдалану непзшде жука жэне курылымы курдел1 такталарды казып алу тшмдшгш арттыруды камтамасыз ететш тазалау жумыстарынын технологнялык жуйелерш куруда жэне олардьщ параметрш онтайландыруда тужырымдалган.

Койылган мэселенщ шеш1лу5 техника - экономикалык эд1стер аркылы, жука жэне курдел1 курылымды такталардын шигазат базасыныц кен-геологиялык жэне экономика - технологнялык жагдайларына алдынгы катарлы отандык жэне шетел гылымы мен практикасы жетютктерш жинактау аркылы; дайындау казбаларын сактау сетмдшп уш1н тыгыздалган жыныс массивш куруда лабораториялык зерттеулер мен енеркэЫтт - тэж1рибел1к эксперименттер аркылы; баганалар теориясын пайдалану аркылы дайындык жэне толтырмалау, тазартпа жумыстарынын параметрлерш аныктауда теориялык зерттеулер аркылы; математикалык моделдеу, статистикалау жэне корреляциялык талдау аркылы жузеге асырылады.

Орындалган зерттеулердщ манызды гылыми нэтижелер1 келесшер болып табылады. Жука жэне курдел! курылымды такталарды тшмд! казуга жэне ол процесстердщ жинакталган бар кешенше эсер ететш факторлар аныкталган. Казу алабтарыньщ геометриялык влшемдер1 олардын непзпа болып табылады. Тазартпа кенжарга тушскен казбаларды коргау эдктер! мен куралдарыньщ кажетп геомеханикалык сипатгамаларын белплеуде тужырымдалган, тазартпа кенжары бетше салыстырмалы дайындык казбаларын етмзудщ технологнялык жуйелерше байланысты тау жыныстарыныц кернеул! - деформациялык жагдайы зандылыктары белпленген. Окшауланган критерийлер экстремумын камтамасыз ететш жеке октайлы элементтерден туратын тазартпа жумыстарынын технологнялык жуйелерш талдау мен синтездеудщ эдктемелк ережес1 жасалды. Тазартпа жумыстары процесстерш механикаландыру куралын тавдаудыц жэне оларды технологнялык параметрлер1 сапасыньщ комплекс^ керсетюштер1мен жабдыктармен камтамасыз етудщ эдютемелж кезкарасы

курылган. Технологияльщ жуйелерден жасалган математикалык технолого-экономикалык синтез модел1 олардьщ онтайлы парам етрлерш аныктауга жэне шахта алабын жоспарлау, тушсулерд1 беюту паспорттары, тазартпа кешендерш курастырудын технологияльщ жуйелер1, учаскелж колжтеу куралдарын механикаландырылган жыпжыту, казу багандарын ещцру, толтырмалау жумыстарын журпзу, коргап - ус™ туратын жолактарды жэне казу казбаларына йреу жасау, касты ¡ргелес жыныстар аркылы аралас кенжарлы комбайнды комплекстермен дайындык казбаларын отюзу бойынша озык технологиялык шецнмдерд1 куруга жагдай жасады.

Орындалган теориялык жэне ендорютк - тэжприбелк жумыстар непзшде келеа технологиялык шеш1мдер жасалган жэне практикалык жузеге асыруга дайын: калдыксыз жумыстар ендорканде казу казбаларын жондеуаз сактау аркылы тазартпа жумы стары технологиялык жуйелершщ бешмделген варианты жасалган; жабдыктардын технологиялык; сапасы критерийлер! бойынша тазартпа жумыстарын жэне оларды камтамасыз ету процесстер'шщ механикаландыру куралдарынын тшмд1 турлер1 белгшенген; жука жэне KYPДeлi курылымды такгаларды казудьщ технологиялык жуйелершщ оцтайлы параметрлер1 аныкталган; толтырмалау жумыстарын журпзудщ эртурл1 эдктерщде кыска жэне узын тазартпа кенжарларындагы толтырым массива Т1реулерд1 жэне коргап-устап туратын жолактарды жасау технологиялык жуйесшщ онтайлы параметрлер1 аныкталган; шектеул! узындыкты казу алабтарын демонтажсыз енд1ругс КТ-Д комплексш жасау, игеру жэне колдану технологиясына Техникалык тапсырма ¡стелген жэне беютшген; ЖШС «Карагандыгипрошахт жэне К0» беютшген «Тазартпа жумыстарыныц технологиялык жуйелершщ талдау жэне синтездеу эд!стемесЬ>; штрекпк жуктеуцпш жэне учаскелш ленталы конвейерд1 механикаландырылган жылжыту жуйесше Техникалык тапсырма беютшген (бул жабдыктыц тогыз жинагы бассейн шахтыларында пайдаланылуда); винтпк (2ШПЗМ жэне ВОЗМ2) жэне камералык (ТА-29М) турл1 толтырмалау машиналар конструкциясы оларды жасауга бектлген Техникалык тапсырмага сэйкес ¡стелген; тазартпа жэне толтырмалау жумыстарды журпзудщ технологиялык жуйелер! «КСРО минералды тьщайткыштар ещцру Министрлт «Союзкалий» БК беютшген «Уралкалий» 0К БКПРУ кешшшщ жагдайында АБ тактасыньщ енеркэстп - тэж1рибелк учаскесш енд1руд1 жобалаудьщ бастапкы мэл1меттерЬ> белгшенген тэрт^бшде бектлу1мен жузеге асырылды. Бершген техникалык шенпмдер жука жэне орга куатгы жайпак жэне келбеу ком1р такталарын казып енд!ру ущщ усынылады.

Бершген техникалык шецпмдерден техника - экономикалык пайда жинагы жылына 250 млн. тецге курайды.

Бершген технологиялык шецнмдерд1 жузеге асыру Караганды бассейншщ жерасты шахты корын сапалы жаца даму децгешне кетершуше жагдай жасайды.

SUMMARY

to the dissertation work by Vladimir Fyodorovich Dyomin

"DEVELOPMENT OF TECHNOLOGY OF EFFICIENT GETTING OF WEAK AND COMPLICATED STRUCTURE SEAMS WITH MINE ROCK

USE"

The object of the research are weak and complicated structure seams the development of which is complicated by the series of unfavourable conditions: necessity to get selectively complicated structure seams with separate rock getting out, making workings with great quantity rock getting out, necessity to organize dump or filling equipment, ecological harm, etc.

The purpose of the work is the development of technological schemes of breakage operations and their parameters optimization, providing high efficiency of weak and complicated structure seams getting on the basis of rational usage of the rock to protect workings and the worked out district filling.

The given problem is solved by the methods of technical and economic analysis, generalization of modem achievements of the home and foreign science in mining-geological and economic - engineering conditions of the raw base of weak and complicated structure seams; by theoretical and laboratory research and experimental and industrial experiments in development of the packed rock mass for reliable support of the development workings; by theoretical research to determine the parameters of breakage, development and filling operations using the graph theory; by mathematical modeling, statistical and correlation analysis methods.

The most important scientific results of the research carried out are the following. There were revealed the factors substantially affecting the efficiency of weak and complicated structure seams getting and the whole complex of their processes components, the main of which are geometrical sizes of the getting columns. There were determined the series of the stressed - and - strained state of the rock mass depending on the technological schemes of the development workings relatively to the breakage operations front, consisting in the necessary geomechanical characteristics of the working protection means and methods determining near the breakage face. The methods for analysis and synthesis of the breakage operations technological schemes from the separate optimal elements, providing the extreme local criteria were worked out. There was formed the methodical approach to choose the means for breakage operations processes mechanization and their provision according to the complex indices of the equipment technological parameters quality. The mathematical model of

the technological schemes synthesis worked out allowed to determine their optimal parameters and to form progressive decisions in the mining field planning, certificates of junction attachment, the re - assemblage technological schemes of the breakage complexes of the powered movement of the district transport means, getting columns, filling operations, protecting - and - bearing strips construction for getting workings, in making development workings with the cutter - loader complexes in the mixed face with hard enclosing rocks.

On the basis of the theoretical and experimental-and-industrial work carried out there were developed and prepared for the practical realization the following technological schemes', the adaptive versions of the breakage operations technological schemes were worked out with the non - repair support of the getting workings in the non-waste operation; according to the technological equipment quality there were stated rational types of the breakage operations mechanization means and their provision processes; the optimal parameters of weak and complicated structure seams technological schemes were determined; the optimal parameters of technological schemes of protecting-and-bearing strips and supports of the filling mass were determined in short and long breakage faces with different methods of filling; the development and technology of the complex KT - D usage for non - disassembly of the limited length getting fields there was worked out and passed the Technical Specification; "Methods of analysis and synthesis of breakage operations technological schemes" passed by the LLC "Karagandagiproshacht and Co"; for the system of the powered movement of the drift re - loader and the district belt conveyer there was passed the Technical Specification (nine completes of this equipment are used in the mines of the basin); there were worked out the filling machines constructions of the screw (2ShPZM and VOZM2) and chamber (TA - 29M) types in accordance with the passed Technological Specifications for their development; technological schemes of breakage and filling operations are realized in the passed "Starting data for designing experimental - and - industrial district working of the seam AB in the conditions of the mine BKPRU PO "Uralkaly", passed by the former VO "Soyuzkaly" of the Ministry of mineral fertilizers of the USSR". The technical decisions offered are recommended for the conditions of the sloping and inclined, thin and middle power coal seams.

The total technical efficiency of the technical decisions offered can be over 250 mln tengeayear.

In general the realization of the offered technological developments will allow to rise the underground fund of the Karaganda basin onto the qualitatively new level of development.