автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.02, диссертация на тему:Повышение эффективности комплексно-механизированной разработки пологих и наклонных угольных пластов Кузбасса

Р Г Б ОД

1 5 ДЕК 'Ш6

На правах рукописи

БРАТИН ВИКТОР ЕВГЕНЬЕВИЧ

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ КОМПЛЕКСНО-МЕХАНИЗИРОВАННОЙ РАЗРАБОТКИ ПОЛОГИХ И НАКЛОННЫХ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ КУЗБАССА

Специальность ОБ.15.02 - "Подземная разработка месторождений полезных ископаемых"

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Кемерово 1996

Работа выполнена в ассоциации "Куабаесуглетехнология" и на шахтах ГК "Росуголь".

Научный консультант - профессор, доктор технических нау

Егоров П.В.

Официальные оппоненты - профессор, доктор технических нау

Мурашев В.И.

профессор, доктор технических нах Рыжков Ю.А.

профессор, доктор технических Haj Стариков A.B.

Ведущее предприятие - Институт горного дела Сибирског

отделения Российской Академии науь

Защита состоится "27" 12. 1995 г. в <0 часов на заседании диссертационного совета Д 003.57.01 при Институт« угля Сибирского отделения Российской Академии наук (650625, г.Кемерово, ГСП, ул.Рукавишникова, 21).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Инс-итут<

угля.

Автореферат разослан "26," И 1996 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук,

профессор Б.В.Власенк

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В условиях рыночной экономики выживаемость угольных шахт России определяется величиной производственных затрат на добычу угля и транспортными издержками, формирующими цену угля и уровень его конкурентоспособности с взаимозаменяемыми энергоресурсами.

Перспектива развития добычи угля подземным способом- заключается в ускорении работ по технологическому перевооружению шахт, вовлечении в разработку преимущественно угольных пластов с благоприятными условиями, внедрении новой высокопроизводительной горнодобывающей техники и технологии работ.

Большой вклад в решение научных и технических задач, направленных на повышение эффективности технологий механизированной выемки угля внесли коллективы ИГД им. А.А.Скочинского, ИПКОН РАН, ИГД СО РАН, ИУ СО РАН, ПНИУИ, КузНИУИ, ДонУГИ, ВостНИИ, МТУ, С-ПбГИ, УТТА, КузГТУ, СГГМА и др.

В то же время имеющиеся рекомендации и разработки не всегда являются достаточно надежными. В условиях постоянно усложняющихся горно-геологических условий особую актуальность приобретает вопрос выбора места эксплуатации дорогостоящего оборудования, однако инженерные службы шахт не имеют в достаточной степени работоспособных методических рекомендаций по обоснованному выбору типов и типоразмеров механизированных комплексов, в том числе и нового технического уровня, обеспечивающих высокую производительность и быструю самоокупаемость при минимуме затрат на добычу угля. В этой связи необходимы широкие комплексные исследования, направленные на изучение влияния горно-геологических, технических и технологических факторов для получения научно обоснованных решений, обеспечивающих новый уровень эффективности работы очистных забоев, оборудованных серийными типами отечественных и зарубежных комплексов современного технического уровня.

Кроме того, действующий шахтный фонд Кузбасса не соответствует высоким современным требованиям по наращиванию объемов добычи угля. В этой связи важное значение приобретает разработка и обоснование направлений развития бассейна на базе совершенствования технологии работ и вовлечения в отработку новых запасов Восточных районов Кузбасса, учитывающие социальные, экономические и экологические аспекты.

Поэтому разработка научно обоснованных технических и технологических решений по механизированной выемке угля из пологих и наклонных угольных пластов составляет основу актуальной научной

проблемы, рассмотрению которой посвящена данная диссертация.

Диссертация выполнена в соответствии с тематическими отраслевыми планами МУП СССР N°023910,025610; приказом председателя Госплана СССР NfV-от 19.01.87 г. "О разработке целевой комплексной программы развития Кузнецкого угольного комплекса на период до 2005 года"; программой реструктуризации предприятий угольной промышленности, утвержденной протоколом Межведомственной комисси по социально-экономическим проблемам угольных регионов Nf4 от 23.09.94 г.

Часть диссертации выполнялась в соответствии с тематическими планами КузНИУИ, планами-заказами ВПО "Куабассуголь" и ассоциации "Кузбассуглетехнология" при непосредственном участии и под руководством автора по трем направлениям:

- исследование взаимодействия механизированных крепей с вмещающими породами при отработке угольных пластов в Кузбассе (N®TP 01820091880; 01840016187);

- исследование технологических 'процессов при отработке угольных пластов в сложных условиях и обоснование требований и параметров технологических схем (NfTP 0592042000; 81052687; 01820089443);

- разработать основные положения корректировки генеральной схемы развития угледобыващих предприятий до' 2010 года (NPTP 01880031546).

Целью диссертации является повышение эффективности комплексно-механизированной отработки пологих и наклонных пластов на основе выявленных закономерностей поведения массивов горных пород к разработанных технических и технологических решений, обеспечивающих развитие шахтного фонда и улучшение технико-экономических показателей шахт.

Идея работы заключается в использовании установленных геомеханических и технологических взаимосвязей и закономерностей для научного обоснования технических и технологических решений комплексно-механизированной разработки пологих и наклонных угольных пластов, обеспечивающих новый уровень развития подземной угледобычи в Кузбассе.

Задачи исследований:

- исследовать влияние горно-геологических и технологических факторов на эффективность работы комплексно-механизированных забоев (КМЗ);

- установить особенности взаимодействия механизированных крепей с вмещающими породами и разработать технические требования

к выбору механизированных крепей и их эффективному применению в усложняющихся горно-геологических условиях;

- исследовать процесс формирования отжима угля и вывалооб-разования пород в комплексно-механизированных забоях при разработке пластов с груднообрушаемой кровлей;

- исследовать зависимости формирования грузопотоков угля из комплексно-механизированных забоев для определения на их основе рациональных параметров транспортных средств;

- обосновать рекомендации по выбору рациональных параметров работы комплексно-механизированных забоев;

- обосновать эффективные технические и технологические решения по снижению вредного влияния горного давления в комплексно-механизированных забоях;

- разработать методику оценки и выбора рациональных технологических схем разработки пологих и наклонных угольных пластов;

. - обосновать направления развития подземной добычи угля для перспективных угольных районов, учитывающие совершенствование технологии работ, социальные, экономические и технологические аспекты.

Методы исследований. При выполнении работ использован комплекс методов исследований, включаюпдай обобщение и анализ научно-технического и производственного опыта комплексно-механизированной разработки пологих и наклонных угольных пластов; шахтные инструментально-визуальные и хронометражные наблюдения за процессами формирования отжима угля, вывалообразования пород и формирования грузопотоков угля из забоя; экономико-математического моделирования развития подземной добычи угля в регионе; обработку результатов по исследованию параметров работы очистных забоев методами математической статистики; разработку методик и анализ результатов опытно-промышленных испытаний и внедрения технических и технологических разработок в производственных условиях; технико-экономический анализ технологических решений.

Основные научные положения, защищаемые автором:

- выявленные зависимости производительности различных типов комплексно-механизированных очистных забоев от основных горно-геологических и горнотехнических факторов, позволяющие сформировать базу для исследования динамики функционирования КМЗ, определяющую уровень интенсивности и стабильности горного производства на шахте в целом;

- установленные закономерности процесса формирования отжима угля и вывалообразования пород,а также взаимодействия механизиро-

ванных крепей с вмещающими породами, позволяющие обосновать выбор типа и параметров крепи для изменяющихся горно-геологических условий;

- установленные зависимости формирования грузопотоков угля из комплексно-механизированных забоев, позволяющие производить обоснованный выбор типа и параметров транспортных средств;

----------способы—управления—массивом надработкойи"подработкой

пластов, упрочнением неустойчивых углепородных массивов обеспечивающих за счет изменения физико-механических свойств угля и вмещающих пород, при соответствующих параметрах, эффективное ведение очистных и подготовительных работ;

- способы перехода геологических нарушений определяемые амплитудой нарушения, силовыми и конструктивными параметрами механизированных комплексов;

- рациональные параметры работы комплексно-механизированных забоев определяемые с учетом конкретных горно-геологических условий эксплуатации, параметров очистных и подготовительных работ, зависимостей формирования грузопотоков угля из забоя и способа управления горным давлением, обуславливающие высокую эффективность работы КМЗ; ,

- многовариантные расчеты и анализ технологических схем разработки пологих и наклонных угольных пластов в разнообразных горно-геологических ситуациях, осуществляемые с применением ПЭВМ, и "обеспечивающие новый уровень развития подземной добычи угля в Кузбассе;

- направления развития подземной добычи угля на перспективных месторождениях Восточного Кузбасса,базирующиеся на рациональном сочетании мер по повышению технического уровня горного производства и эффективности его функционирования при объективном управлении инвестиционной программой.

Достоверность положений подтверждается:

- значительным объемом длительных (более 15 лет) шахтных инструментальных наблюдений автора при внедрении технологических схем разработки пологих и наклонных пластов, результатов исследо-. ваний эффективности управления состоянием массива при разработке угольных пластов (около 2000 замеров) на девяти шахтах Кузбасса;

- удовлетворительной сходимостью расчетных и экспериментальных данных исследований работы комплексно-механизированных забоев (расхождение не превышало 20%);

- положительными результатами применения на шахтах им. С.М.Кирова, "Полысаевская", "Октябрьская", "Капитальная", "Аба-

шевская", "Распадская" механизированных комплексов "Пиома", "Гли-ник", КМ-142, КМ-138, 2КМТ, МК-85Б;

- положительными результатами опытно-промышленной проверки и внедрения разработок на шахтах АООТ "Ленинскутоль", "Кузнецку-голь", "Беловоуголь" Кузнецкого бассейна, полученным экономическим эффектом.

Научное значение работы заключается в установлении геомеханических и технологических взаимосвязей и закономерностей при комплексно-механизированной разработке пологих и наклонных угольных пластов для разработки научно-методических основ конструирования, обоснования параметров и совершенствования технологических схем горных работ в направлении повышения уровней их эффективности и безопасности.

Научная новизна работы заключается в:

- установлении математико-статистических зависимостей производительности различных типов комплексно-механизированных забоев от основных горно-геологических и горнотехнических- факторов;

- установлении закономерностей деформирования углепсродного массива при разработке пологих и наклонных пластов механизированными комплексами, представляющие собой теоретическую базу обоснования прогрессивных технико-технологических решений;

- установлении особенностей взаимодействия механизированных крепей с вмещающими породами, позволяющих разработать технические требования к выбору механизированных крепей и их эффективному применению в усложняющихся горно-геологических условиях;

- установлении зависимостей формирования грузспотоков угля из комплексно-механизированных забоев при разработке пологих и наклонных угольных пластов;

- научном обосновании рациональных параметров управления массивом надработкой и подработкой, упрочнением неустойчивых уг-лепородных массивов на пологих и наклонных пластах;

- установлении порядка и рациональных параметров способов перехода геологических нарушений механизированными комплексами;

- установлении рациональных параметров работы комплексно-механизированных забоев, оснащенных очистным оборудованием различного типа в широком диапазоне горно-геологических условий и геометрических параметров выемочных участков;

- разработке методики оценки и выбора на ЭВМ рациональных технологических схем механизированной разработки угольных пластов, учитывающей совокупность показателей, характеризующих эффективность работы очистных забоев;

- разработке методических принципов прогнозного обоснования эффективности горного производства на различных этапах и технологически х уровнях освоения новых угольных районов;

- обосновании направлений развития подземной добычи угля, служащих основой программы комплексного исследования природных ресурсов и охраны окружающей среды Кузбасса в условиях действия

-----------рыночных-отношений.--------------------------------------------------------------

Практическая ценность работы заключается в том, что результаты исследований позволяют:

- управлять состоянием углепородного массива при отработке пологих и наклонных угольных пластов на основе разработанных рекомендаций по выбору способов и их параметров управления горным давлением;

- выбирать механизированные крепи для эффективной,разработки пологих и наклонных пластов в широких горно-геологических условиях на основе установленных особенностей их взаимодействия с вмещающими породами;

- выбирать рациональные способы перехода разрывных геологических нарушений и упрочнения неустойчивых углепородных массивов для повышения эффективности работы очистных механизированных забоев;

- обосновать рекомендации по выбору рациональных параметров работы комплексно-механизированных забоев;

- обосновать методику оценки и выбора рациональных технологических схем разработки пологих и наклонных угольных пластов механизированными комплексами;

- проектировать технические и технологические решения по созданию шахты нового технического уровня для перспективных угольных районов;

- на основе направлений развития подземной угледобычи обосновать перспективы ее развития, учитывающие достигнутый технологический уровень ведения горных работ, экологические и экономические аспекты.

Личный вклад автора состоит:

- в получении, обобщении, и статистической обработке результатов натурных исследований влияния горно-геологических и горнотехнических факторов на эффективность работы комплексно-механизированных забоев;

- в установлении особенностей взаимодействия механизированных крепей с вмепроащми породами в широком диапазоне горно-геологических условий и в научном обосновании требований к выбору кре-

пей механизированных комплексов, обеспечивающих эффективную разработку пологих и наклонных угольных пластов;

- в установлении закономерностей формирования отжима угля и вывалообразования пород при разработке пластов с труднообрушаемой кровлей механизированными комплексами;

- в научном обосновании рациональных параметров технологических схем по снижению вредного влияния горного давления наработкой и подработкой, а также упрочнением неустойчивых углепород-ных массивов;

- в научном обосновании рациональных параметров работы комплексно-механизированных забоев, учитывающих зависимости формирования грузопотоков угля из забоя, использование очистного оборудования различного типа и геометрические параметры выемочных участков;

- в научном обосновании методики оценки и выбора параметров технологических схем разработки пологих и наклонных пластов, обеспечивающих высокоэффективное и рациональное использование недр;

- в разработке методических принципов прогноза эффективности горного производства на различных этапах освоения новых угольных районов;

- в разработке основных направлений развития угледобычи в условиях рыночных отношений, учитывающих технологию работ, социальные, экономические и экологические аспекты;

- в использовании полученных технических результатов и научных обоснований при широком внедрении механизированной разработки пологих и наклонных угольных пластов в ряде районов Кузбасса.

Реализация работы

Разработанные научные принципы и выводы, полученные в результате исследований использованы при разработке ряда нормативных и методических документов ("Технологические схемы разработки пологих и наклонных пластов Кузнецкого бассейна" КузНИУИ, 1988, 77 е., "Технологические схемы разработки пластов на угольных шахтах на период 1990-1995 г.г." МУП СССР, 1989, 138 е., "Рекомендации по повышению эффективности применения мехкомплексов на пластах со слабыми почвами, склонных к отжиму угля и вывалообразова-нгао кровли" КузНИУИ, 1990, 33 е., "Методика прогноза эндогенной пожароопасноети выемочных полей шахт Кузбасса для выбора достаточного объема пожарно-профилактических мероприятий" Минтопэнерго РФ, 1996, 26 е., "Руководство по изоляции отработанных участков,

временно остановленных и неиспользуемых горных выработок в шахтах" Минтопэнерго РФ, 1996, 122 е.). Разработанные программы расчета на ЭВМ параметров КМЗ и методика оценки и выбора рациональных технологических схем разработки угольных пластов используются при ведении проектных работ институтами "Сибгипрошахт" и "Куз-бассгипрошахт". Основные направления развития подземной добычи -угля—использованы —при—составлении "Генеральной "схемы развития угольных месторождений Восточного Кузбасса". Технологические схемы выемки пологих и наклонных угольных пластов высокопроизводительными механизированными комплексами "Пиома", "Глиник", КМ-142, КМ-138 внедрены на шахтах им.С.М.Кирова, "Полысаевская", "Октябрьская" АООТ "Ленинскуголь", "Капитальная", "Абашевская" концерна "Кузнецкуголь" и арендном предприятии - шахте "Распадская" с экономическим эффектом.

Апробация работы. Основные научные положения и практические выводы диссертации докладывались и получили одобрение на:

научно-технической конференции, посвященной 40-летию со дня создания института КузПИ (Кемерово,1990); Всесоюзной научной конференции по развитию производительных сил Сибири. Угольный комплекс (Ленинск-Кузнецкий, 1990); научно-практической конференции по эколого-экономическим проблемам разработки угольных месторождений Кузбасса (Кемерово, 1991); II Международной научно-практической конференции по перспективам развития горнодобывающей промышленности (Новокузнецк, 1995); научно-практической конференции Сибресурс-95 (Кемерово, 1995); Международном семинаре по современному горношахтному оборудованию и горной технологии (Кемерово, 1995); научно-техническом совете компании "Росуголь" (Москва, 1994); научно-технических советах ассоциаций и концернов Кузбасса (Новокузнецк, Белово, Ленинск-Кузнецкий, Кемерово, 1985-1996).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 32 научных трудах, включая 4 монографии.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 262 стр. машинописного текста, состоит из введения, 6 глав, заключения, списка литературы из 92 наименований, включает 22 таблицы и 51 рисунок.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ К настоящему времени накоплен обширный материал по вопросу развития технологии разработки пологих и наклонных угольных пластов. Наиболее существенный вклад в формирование научных представлений о геомеханических процессах, протекающих в углепородном

массиве при ведении горных работ, о взаимодействии с вмещающими породами механизированных крепей, управлении состоянием массива горных пород внесли крупные ученые: К.А.Ардашев, Н.П.Еажин, A.C. Бурчаков, В.П.Белов, В.Н.Вылегяанин, Л.Н.Гапанович, Д.Т.Горбачев, Г.И.Грицко,А.Б.Евтушенко,П.В.Егоров,В.В.Егошин,В.И.Ильин, С.И.Калинин, М.В.Курленя, Г.И.Кулаков, Б.К.Лебедев, В.П.Мазикин, Ю.Н.Малышев, О.В.Михеев, В.И.Мурашев, Е.И.Рогов, Ю.А.Рыиков, А.Г.Саламатин, М.И.Середенко, А.В.Стариков, Б.А.Теадорович, М.И.Устинов, Н.А.Федоров, Б.А.Фролов, В.Н.Фрянов, В.А.Харченко, В.А.Шалауроэ, Е.И.Шемякин, В.М.Шик, В.Д.Ялевский, А.Б.Яновский и др.

Процесс перехода современной экономики к новым условиям предъявляет достаточно высокие требования к эффективности функционирования горных предприятий, во многом определяемой техническим уровнем производства. Вместе с тем, помимо разработки и внедрения прогрессивных технологических решений подземной угледобычи, важное значение приобретает совершенствование инфраструктуры действующих шахт для обеспечения улучшения технико-экономических показателей работы. Реализация этого в условиях Кузнецкого бассейна может быть осуществлена за счет первоочередной разработки пологих и наклонных угольных пластов с применением высокопроизводительных механизированных комплексов,. совершенствования структуры добычи угля и шахтного фонда.

Состояние изученности вопроса

Кузнецкий угольный бассейн является крупнейшим в России, общие его запасы до глубины 1800 м оцениваются в 900 млрд.т. Угленосные отложения сосредоточены в 25 геолого-экономических районах, из которых 10 полностью освоены. Дальнейшее развитие бассейна связано с освоением новых перспективных районов Восточного Кузбасса.

В Кузнецком бассейне имеется 231 геологический участок с запасами от 25 до 200 млн.т и более, из которых 21 участок относится к весьма сложным по условиям и характеризуется крутым залеганием пластов и сильной нарушенностью, а 31 участок представлен брахискладками с сильной тектонической нарушенностью и малой мощностью (менее 2 м) пластов.

Исходя из возможности применения средств комплексной механизации на 181 геологическом участке, их можно разделить на перспективные и условно перспективные. К перспективным относятся участки с пологим, относительно спокойным залеганием, с благоприятной тектонической ' обстановкой и мощностью пластов более 2 м. Таких участков выявлено 103.

Наиболее крупные по объему запасов перспективные для подземной разработки участки находятся в Ленинском, Ерунаковском и Томь-Усинском районах. В перспективе увеличение добычи угля в Кузбассе связано с первоочередным освоением Ерунаковского угольного района в восточной части бассейна.

Ежегодно на шахтах Кузбасса находится в работе от 150 до "180 комплексно-механизированных забоев (КМЗ), из них в среднем 96% - на пластах с углом падения менее 35°. Наибольшее распространение в последние 5-10 лет получили комплексы ОКП, КМ-130, 1МКМ, КМТ, УКП, УКП-5, МК-75, КМ-87, КД-80, КМ-138, КМ-142, "Пи-ома", "Глиник".

Средняя глубина разработки угольных пластов механизированными комплексами составляет 250 м, средняя мощность разрабатываемых пластов составляет 15°, средняя длина выемочных полей (столбов) - 460 м, а средняя длина забоя - 127 м.

В среднем 3% КМЗ отрабатывают пласты, опасные по внезапным выбросам и 9% - по горным ударам. В геологических нарушениях работает 40% КМЗ, с неустойчивой кровлей - 38%, с трудноуправляемой кровлей - 36%, со слабой почвой - 35%.

На шахтах Кузбасса значительная часть промышленных запасов (до 45%) приходится на пологие пласты с труднообрушаемой кровлей. Отработка таких пластов отличается повышенной аварийностью в очистных забоях, снижением из-за этого нагрузки на забой, производительности труда и увеличением себестоимости добываемого угля. Аварийные простои из-за поломочных отказов оборудования механизированных комплексов достигают 35Z времени смены.

Аварийность комплексов в зонах с труднообрушаемой кровлей иногда увеличивается более чем в 3 раза по сравнению с нормальными условиями. Показатели надежности комплексов являются низкими и не соответствуют требуемым нормативам. При требуемой наработке на отказ 36 ч она составляет для ОКП-70, КМ-130 4-7 ч,КМ-142 - 14 ч. Коэффициент эксплуатационной готовности комплексов составляет 0,45-0,7. Основным аварийным элементом комплекса являются крепи.

Машинное время по комплексам нового технического уровня ("Пиома", "Глиник", ОКП-70, КМ-130, УКП, МК-75, КМТ, КМ-142) в среднем составляет 42%, а по комплексам старого технического уровня (ОКП, КМ-81, КМ-87, МК, КМК) - 33%, однако проблема потерь времени остается острой для всех типов комплексов.

Значительное влияние на аварийность механизированных комплексов и показатели их надежности оказывает качество их изготовления (занижение катетов сварных швов, неполная проварка швов по

длине, замена сплошного шва прерывистым, дефекты литья и термообработки) .

Эффективность отработки угольных пластов механизированными комплексами зависит от многих факторов: условий применения и правильности выбора типа и параметров механизированной крепи; установления рациональных параметров очистного забоя; способов управления горным давлением; организации работ и характера инвестиций и др.

Проведенный анализ предопределил цель и задачи настоящей диссертационной работы.

Исследование влияния основных горно-геологических и технологических факторов на работу КМЗ

Влияние факторов, определяющих нагрузку на КМЗ, различно. Анализ их весомости показывает, что 29,6% составляют вмещающие породы; 1,5% - угол падения пласта; 6,2% - геологические нарушения; 1,4% - газообильность; 0,7% - мощность пласта и 0,2% - обводненность забоев.

Установлено, что с увеличением угла падения пласта производительность КМЗ по всем типам комплексов уменьшается из-за неэффективной работы систем устойчивости секций механизированной крепи и всего комплекса оборудования. Наиболее резкое уменьшение нагрузки на забой наблюдается при отработке пластов с углами падения 20-25°. Эффективность применения комплексов при отработке пластов с углами падения, близкими к граничным условиям эксплуатации, снижается в 2-3 раза по сравнению с благоприятными условиями (меньше 10°). Сложность проблемы отработки пластов состоит в том, что в условиях бассейна углы падения пластов изменяются не только по шахтам, но и в пределах выемочного поля.

Влияние мощности пласта на работу КМЗ определяется двумя аспектами. С увеличением мощности пласта увеличивается и отрабатываемая площадь забоя, что приводит к повышению нагрузки на забой. С другой стороны, с увеличением мощности пласта усиливаются проявления горного давления в виде отжима угля из забоя, увеличения нагрузки на секции крепи и др. Кроме того, увеличение сопротивления механизированной крепи (до определенного предела) приводит к повышению нагрузки в 1,1-1,5 раза.

Определена оптимальная величина сопротивления механизированной крепи для пластов различной мощности:

- для пластов мощностью до 1,2 м сопротивления крепи до 500

о

кН/м достаточно, так как дальнейшее его увеличение не сопровождается повышением производительности очистного забоя;

- для пластов мощностью 1,21-1,8 м достигнутый уровень сопротивления крепи 1000 кН/м2 обеспечивает поддержание кровли в любых, в том числе и тяжелых, условиях;

- для пластов мощностью 1,81-2,5 м достигнутый уровень сопротивления крепи 1000 кН/м2 достаточен для эффективной работы КМЗ;

- для пластов мощностью 2,51-3,5 м увеличение сопротивления крепи до 1000 кН/м2 сопровождается ростом эффективности работы КМЗ;

- для пластов мощностью 3,5-4,5 м целесообразно увеличить сопротивление крепи до 1200 кН/м2;

- для пластов мощностью свыше 4,5 м при выемке на полную мощность целесообразно увеличить сопротивление крепи до 1300-1500 кН/м2.

Физико-механические свойства пород кровли и почвы в КМЗ являются одним из основных горно-геологических факторов, определяющих эффективность применения механизированных комплексов, в качестве которой можно принять нагрузку на забой. Исследования влияния данного фактора приведены на рис.1.

. 1 т/ср 15110 .1230 ' ш «3

\

1 1 УиГ

1 ' 4 ¡1 iii

и 1 _ . i '

а га!ш а (¿шшрцшдиш) т (,т»1ш11(у1ш;ш)

иийиигюа 3 (¡шмм) | и сершн н (рйпш) н (кгцсяеш!«!)

парии!) сфмш) поршф с (ран 505) п (прозд) с (ш!:!) п (»рн1111!) (с(ршм)

Рис.1. Зависимость нагрузки КМЗ от свойств вмещающих пород для различных типов комплексов

Физико-механические свойства пород кровли и почвы в КМЗ могут снизить нагрузку в 3 раза. Переход в более сложные горно-геологические условия вызывает снижение производительности КМЗ, что характеризует отрицательное влияние проявлений неустойчивых пород непосредственной кровли, труднообрушаемых пород основной кровли и слабых пород почвы.

Установлено, что соответствуют условиям Кузнецкого бассейна комплексы 1УКП и ОКП-70, имеющие наибольшую нагрузку на забой во всем диапазоне изменения состояния вмещающих пород. Управляемость кровли наиболее резко сказывается на работе комплексов МК-75, 1МКМ, ОКП, устойчивость пород кровли - на работе комплексов КМТ, УКП, ОКП, крепость пород почвы - на работе комплексов КМТ, КМ-130, КМ-81.

Применение очистных механизированных комплексов для отработки пластов с геологическими нарушениями связано с резким изменением в очистном забое горнотехнических условий в зоне нарушения, вызывающих значительный объем немеханизированных работ, которые приводят к снижению технико-экономических показателей работы лав. Основным параметром, характеризующим сложность перехода нарушения, является его амплитуда, которая определяет ширину зоны нарушения и объем присечки породы.

. Коэффициент снижения нагрузки на забой при переходе механизированными комплексами геологических нарушений зависит от соотношения амплитуды (/0) смещения и вынимаемой мощности пласта (int) в зоне нарушения, утла встречи очистного забоя с нарушением, типа применяемого комплекса.

С увеличением отношения 1с/>пц нагрузка на забой уменьшается. При jo/r>te*0.5 коэффициент снижения нагрузки на забой уменьшается при неустойчивых породах кровли до 0,4, при устойчивых - до 0,75. При переход нарушений механизированными комплексами

сопровождается снижением нагрузки в 5-10 раз.

Интенсивность снижения нагрузки на забой при переходе дизъюнктивных нарушений зависит от типа применяемого комплекса. При прочих равных условиях нагрузка на забой, оборудованных комплексом КМ-87, снижается в 1,2-2,5 раза, по сравнению с забоями, оборудованными комплексами 1МКМ и МК-75, и может достигать 32%.

Сложность перехода нарушений зависит также от угла встречи с ним очистного забоя. Наиболее резкое снижение нагрузки наблюдается в диапазоне углов встречи 0-30°. Дальнейшее увеличение угла встречи мало влияет на производительность комплекса. Однако при расположении нарушений под углом, близким к 80-90°, переход их

растягивается на большое расстояние по направлению отработки лавы.

К основным технологическим факторам, влияющим на работу КМЗ относятся: длина очистного забоя, длина выемочного столба и скорость отработки пласта комплексами.

-Длина-очистного-забоя-являетоя-наиболее-еущественным-факто^—

ром, определяющим эффективность применения мехкомплексов.

На выбор длины лавы оказывают влияние 2 основных фактора: надежность и конструктивные возможности применяемых средств комплексной механизации и горно-геологические условия отрабатываемого пласта, определяющие его раскройку, в частности, изменение гипсометрии в пределах выемочного поля, наличие дизъюнктивных и плика-тивных нарушений, ограничивающих длину лавы. Установлено, что длину забоя с применением комплексов 0КП-70 целесообразно увеличить до 150-160 м; КМ-130 - до 140-150 м; ОКП - до 120-130 м; МК-75 - до 150-160 м; КМТ и КМ-87 - до 180 м; КМ-81Э - до 120 м; 1МКМ - до 120-130 м. Дальнейшее увеличение длины забоев ведет к снижению нагрузки на КМЗ.

На выбор длины выемочного столба оказывают влияние горно-геологические факторы (наличие непереходимых нарушений, крупная складчатость, изменения гипсометрии пласта), горнотехнические факторы (необходимость" оставления охранных целиков, принятый способ раскройки шахтного поля, тип применяемых средств комплексной механизации), состояние механизированного комплекса, ухудшающееся по мере его эксплуатации.

Установлено, что при среднем сроке отработки выемочных столбов 1,0-1,5 года снижение нагрузки при использовании нового комплекса составляет 10-15%, а при использовании бывшего в употреблении комплеса нагрузка может быть снижена в 2 раза ввиду снижения надежности механизированных комплексов.

Установлены рациональные длины выемочных столбов для различных типов комплексов: КМТ, 2УКП - до 2000 м; КМ-130, 4КМ-130 -до 1200 м; 20КП-70 - до 1500 м; КМ-138, КМ-142 - ДО 2500 м.

Установлено также, что с увеличением срока эксплуатации механизированного комплекса нагрузка на забой снижается, что связано с уменьшением надежности комплекса и ростом аварийности составляющих его элементов. Зависимость имеет экспоненциальный характер и описывается выражением:

Q - ни.е e-°'177t , (я

где tj - срок эксплуатации механизированного комплекса, лет.

Для различных типов комплексов исследованы влияния на их

производительность среднего угла падения разрабатываемого пласта (сО, максимальной глубины отработки (//), длины выемочного поля (столба) (¿), длины забоя (в). Обработка экспериментальных данных позволила установить вид зависимости для всех исследуемых параметров:

О = А + ВепУ, (2)

где У - параметр из набора <ЦИ,;А, В - коэффициенты определяемые из табл.1.

Таблица 1.

Коэффициенты зависимостей нагрузки КМЗ от исследуемых

параметров

Тип Средний угол Максимальная (Длина столба, Длина забоя,

падения пла- глубина от- | Ь 6

ста работки,Н 1

комплекса 1

1

А 1 1 В А 1 в | 1 | А В А | В 1

ОКП-70 1 1436 | -161,8 1789 1 1 1-114,91 404 100,0 -2240,0|712,6

КМ-130 2168 | -377,1 - 1 " 1 - - -249,7|314,8

КМТ 1146 | -130,3 - ! " 1 -607 208,2 -1132,0|399,5

1МКМ 1017 | -155,2 2252 |-309,2| - - -2174,0|633,2

КМ-87 1Б09 | -404,9 - 1 " 1 -5217 905,3 - 1 -

КД-80 1114 | -246,6 - 1 " 1 -181 103,5 787,0|256,9

МК-75 954 | -155,2 3149 |-531,7| -1111 248,5 -243,0|177,1

УКП 1961 | -440,8 4736 |-620,7| -603 274,0 - 1 -

УКП-5 - | - - 1 " 1 -5811 1106,0 285,0)279,3

"Пиома" 2334 | -337,0 2618 |-179,31 -961 357,8 -1418,01622,8

"Глиник" 1415 | -49,0 2739 |1265,0| -1123 351,8 -2504,0|750,6

Анализ полученных зависимостей свидетельствует о целесообразности увеличения длины выемочного поля и длины забоя в КМЗ.

Наиденные зависимости могут служить исходным материалом при анализе и выборе рационального типа комплекса для конкретных горно-геологических условий отработки угольных пластов комплексно-механизированными очистными забоями, а также для экспресс-прогноза нагрузки на КМЗ.

Исследование взаимодействия механизированных крепей с вмещающими породами •

Механизированная крепь является основным конструктивным элементом очистного механизированного комплекса. Анализ взаимо-

действия крепей 0КП-70, КМ-120, М-130, 4М-130, УКП, 2УКП, М-138, М-142, УКП-5, "Пиома", "Фазос", "Глиник" и др. с вмещающими породами, особенностей геомеханических процессов в КМЗ при различных горно-геологических условиях, установление закономерностей проявления горного давления, режимов нагружения крепей и их управляемости является научной основой уточнения кинематических и силовых „параметров.механизированной крепи,-разработки-технико-технологи-— ческих мероприятий по повышению эффективности работы КМЗ в сложных условиях.

В качестве основных показателей, характеризующих взаимодействие крепи с вмещающими породами приняты частота и место появления заколов в кровле, направление трещин, по которым образуются заколы, наличие вывалов пород из кровли, отжим угля от забоя, размеры обрушающихся блоков.

Выделено и изучено 3 основных схемы места образования заколов в кровле: закол образуется впереди с опережением до 3-8 м; закол образуется по забою; закол образуется над крепью. Наиболее тяжелые ситуаций во взаимодействии крепей с породами кровли возникают при первой схеме. В этом случае появляются сильный отжим ■ угля, резкие осадки блоков, вывалообразование, деформация элементов- крепи. Вероятность появления закола впереди, забоя снижается с увеличением сопротивления крепи: для крепей М-81, ЗСКП, 1МК,1 М-87 вероятность составляет 0,65-0,7; для крепей М-120,0КП-70,М-130 -0,5-0,6; для крепей 1УКП, КМТ, 2УКП, М-136, М-142,. М-138 составляет 0,3-0,4. Угол наклона трещин закола составляет 70-80°, трещины имеют наклон в сторону выработанного пространства.

Оценка взаимодействия крепи с породами кровли показывает, что основную тяжесть в нагружении крепей и схемах взаимодействия . играют блоки нижних слоев кровли. Кровля обрушается в 2 приема с различным шагом: нижние слои непосредственной кровли обрушаются через 3-4 м и не представляют сложности для работы крепей; верхние слои обрушаются крупными блоками с шагом 10-14 м и вызывают .осложнения при взаимодействии крепей с блоками.■ -

Вероятность появления резких осадок, .представляющих.опасность для крепи, зависит от сопротивления крепи. На любом участке отрабатываемого пласта в зоне с труднообрушаеыой■кровлей резкие осадки распределяются по закону Пуаесона. ■

Снижение скорости подвигами очистного забоя'приводит к увеличению отжима и вывалообразования. • '

Отжим угля при вынимаемой мощности пласта более 2,5 м является опасным, травматизм рабочих от просыпания и вывалов угля и

пород в приаабойное пространство достигает 56-60% от общего числа травм в забоях.

Наиболее часто встречаются 3 формы отжима угля: трапециевидная, клинообразная, в виде треугольника, частота появления их составляет соответственно 30-35%; 25-27%; 18-19%. Основными параметрами отжима являются глубина, высота и длина (вдоль забоя).

" Глубина отжима (k0Tx) увеличивается с ростом прочности пород активной кровли (бсж), вынимаемой мощности {щ}, крепости угля (/).

В диапазоне мощности пласта 2-4,4 м с /-1,2-1,5 установлены зависимости вида:

kor* = КП1В ' М> (3)

где ;к-0,25 для труднообрушаемой кровли; К-0,15 для среднеобруше-мои кровли, - ;г

^ стж ~ > м • Ы)

где К1 - принимается равным 0,008-0,0085 при изменении от 40 до 120 Ша. -

Максимальная•глубина отжима достигает 2,5 м и более,.высота отжима на мощных пластах - 3-4 м. По длине лавы участки с одновременным отжимом достигают главным образом 15-20 м, хотя отмечены случаи распространения зоны отжима по всей длине лэеы. По мощности пласта зона отжима чаще всего смещается к верхней части пласта, реже к центральной и очень редко распространяется б нижнюю припочвенную часть пласта.

Зоны и интенсивность проявления отжима определяются главным образом смещением кровли. Отжим угля имеет прямую связь с периодичностью обрушения кровли и процессом формирования шагов обрушения непосредственной и основной кровель.

Глубина отжима и смещения пород кровли связаны пара-

болической зависимостью вида

котж= A (U+Z)2--i0~ , м, , (5)

где: для пород б^ЗО Ша R -0,2; А -4,5; для пород бсж<80 МПа Л -0,165;А -4,0.

Обрушение активной кровли происходит обычно в несколько приемов: сначала обрушаются низшие слои с определенным шагом, за-тем'вышележащие также с определенным шагом. На каждые 4-6 обрубающихся блоков нижнего слоя приходится один блок вышележащих пород. При одинаковой высоте обрушения наибольшую длину (10-14 м) имеют первые блоки, формирующиеся после обрушения всей толщи активной кровли, последние блоки (длиной 8-10 м )• обрушаются одновременно с вышележащими породами. Промежуточные блоки имеют длину

от 4 до 6 м. Длина блоков верхних слоев изменяется от 20 до 60 м, а высота обрушения - от 10 до 40 м. Обрушение пород кровли происходит с первоначальным образованием заколов впереди забоя на рас-тоянии до 2,5-3 м и более. В периоды между осадками кровли смещение кровли практически отсутствует^

-Установлено г"что-причиной"высокой"аварийности"крепейявля-—

ется крупноблочное обрушение кровли, обуславливающее высокие статические и динамические нагрузки.

Практически предотвратить отжим существующими средствами удержания забоя невозможно, для этого требуется разработка' комплексных решений.

Исследование процессов формирования нагрузок из КМЗ

Развитие добычи угля на ряде шахт Кузнецкого бассейна сдерживается вследствие низкой надежности и высокой сложности схем подземного транспорта. Транспортирование горной массы осуществляется в основном участковым конвейерным и магистральным локомотивным транспортом. Уровень конвейеризации транспорта угля в целом по бассейну составляет 41%.

Для выбора рациональных параметров средств транспорта проведены исследования минутных, часовых и сменных груаопотоков угля в забое и на сборных конвейерах в КМЗ шахты "Распадская".

Поток угля из забоя представляет собой прерывистый процесс, состоящий из периодов непрерывного поступления и отсутствия угля, длительность которых носит случайный характер. Достоверность оценок вероятностных характеристик грузопотоков обеспечивалась доверительными объемами наблюдений: для определения параметров минутного грузопотока количество замеров принималось 400-500; для определения параметров часовых и сменных грузопотоков - количество смен не менее 25. Параметры грузопотока определялись с использованием теории случайных функций.

Установлено, что наибольшее влияние на процесс формирования грузопотока оказывают скорость подачи комбайна, надежность комплекса и.сопротивляемость угля резанию.

Между скоростью подачи комбайна (V) и мощностью вынимаемого уступа (т) установлена обратная зависимость:

V = сС - 0.44 пь , М/мин , (6)

где с1 - максимальная скорость подачи комбайна.

Сопротивляемость угля резанию (Л¿) является основным внешним фактором, определяющим рабочую скорость подачи комбайна. С увеличением глубины внедрения в массив, средняя величина сопротивляемости угля резанию увеличивается, а скорость подачи комбай-

- 20 -

на, при прочих неизменных условиях, снижается:

V = ~с Аь > м/мин , (7)

где ¡¿,С- постоянные коэффициенты, зависящие от вынимаемой мощности пласта или слоя.

Результаты исследования параметров надежности комплексов показали, что закономерности распределения наработки на отказ и времени устранения отказов являются экспоненциальными, коэффициент машинного времени работы комплексов составляет 0,4-0,46, а участкового транспорта - 0,8-0,91. В КМЗ минутные грузопотоки могут превышать величину приемной способности забойного конвейера и перегружателя. Коэффициент поступления угля достигает 0,88, что соответствует машинному времени транспортной цепи.

Параметры минутных грузопотоков определялись при нормальной работе лав и при их доработке. Установлено, что распределение минутных грузопотоков из лав. в любой период их работы описывается нормальным законом распределения. Коэффициент неравномерности минутных грузопотоков составляет 1,8-1,95. Величина'минутных грузопотоков определяется типом применяемого комбайна и горно-геологическими условиями разрабатываемого пласта и составляет в среднем 5-5,5 т/мин (рис.2).

Часовые грузопотоки характеризуются высокой неравномерностью, изменяясь от 200 т/ч до 500-600 т/ч. В период доработки лав величина среднего часового грузопотока снижается в 2-2,2 раза, максимального - в 1,5 раза. Коэффициент неравномерности часовых грузопотоков изменяется от 2,2 до 3,1, а распределение числа поступлений в чае описывается законом Пуассона.

Средний сменный грузопоток угля в различных лавах в период устойчивой работы составляет 800-1500 т/см, снижаясь в период доработки лав до 600 т/см. Коэффициент неравномерности сменных грузопотоков составляет 2-2,5. Установлена экспоненциальная зависимость между коэффициентом неравномерности (Кн) и средней величиной грузопотока }

Кн= 2.8 е 4 р ■ (8)

При исследовании грузопотока угля на сборных конвейерах ставилась задача выяснения одновременности работы лав, возможного совмещения максимумов нагрузки, установления закономерностей распределения грузопотоков угля.

Установлено, что неравномерность минутного грузопотока сборного конвейера не отличается от неравномерности минутного грузопотока б очистном забое. Коэффициент не выходит за пределы 1,8-1,9. Продолжительность совместной работы лав мсжет быть опре-

ш

О.Ьд

0.2 О

0,10

О 1.5 3 4,5 б' 7.5 9

/

%

т /мин

Рис. 2. Плотности распределения мшг/гьых грузс-г::• ^ из лзз: а - при нормальной работ»; -вые 'лавы 5-3 к 7-12): 2-й' - • ь

доработки: 1 - экспериментальная крива:? '.лавы 5 - ъ-.^л-

ческая кривая

делена по формуле:

_ Ь = Ь[ К'ь , (9) -

где - средняя продолжительность одного момента совместной работы лав, мин; К1 - частота совместной работы лав за смену.

Средняя продолжительность совместной работы лав составляет около 115 мин или 72-89% от общего машинного времени смены. Средняя продолжительность совмещения максимумов, составляет 2,4 мин, частота совпадений максимумов грузопотоков за смену изменяется в пределах от 0 до 10, при средней 4,5 (среднеквадратическое отклонение 1,2).

Грузопотоки угля из лав, поступающие на сборный конвейер, являются случайными независимыми процессами. Распределение величин минутных грузопотоков сборного конвейера близки к нормальному. Вероятность поступления грузопотоков из лав в любой час смены практически одинакова.

■ Установленные закономерности позволяют осуществить прогноз ожидаемых грузопотоков угля из забоя для выбора рациональных параметров транспортных средств для обеспечения эффективной работы КМЗ. Максимальные значения сменного грузопотока с учетом коэффи-циена неравномерности определяются по формуле:

(10)

где 3 - ширина захвата комбайна; Тсм -Vпродолжительность смены;

Х- плотность угля; 1срп - коэффициент регламентированных просто/ Л ч

ев; К> - коэффициент готовности комплекса; <х , С, постоянные коэффициенты, зависящие от вынимаемой мощности пласта или слоя.

Оценка и выбор технологических схем для отработки пологих и наклонных угольных пластов

Для отработки угольных пластов пологого и наклонного падения в зависимости от горно-геологических условий их залегания на шахтах Кузнецкого бассейна применяется большое количество технологических схем.-За последние годы положительно изменилась структура добычи угля: повысился уровень прогрессивной технологии, основанной на применении механизированных комплексов и снизился объем применения старых технологий, основанных преимущественно на ручном труде.

Наибольшее распространение технология механизированной выемки с использованием комплексов получила при отработке пластов пологого падения средней мощности длинными столбами по простиранию в нисходящем (82,7%), восходящем (5,6%) и шахматном (11,7%) порядке. Широкое внедрение получили беецеликовые схемы подготовки и отработки лав с повторным использованием подготовительных выра-

Соток или е проведением их вприеечку к выработанному пространству (объем добычи по Кузбассу составил 74,7%).

Наиболее широкое применение (до 85%) в Кузбассе получила схема подготовки выемочных столбов с постоянным транспортом.

На выемочных полях с короткими столбами нашла применение

технология разворота механизированных комплексов на 180° _двумя___

-способами:—вокруг—неподвижной"точки и вокруг точки, скользящей вдоль штрека.

Механизированная выемка пологих и наклонных угольных пластов, склонных к самовозгоранию, производится главным образом по бесцеликовым схемам с использованием своевременного прогноза эндогенной пожароопасности горных работ для выбора достаточного объема пожарно-профилактических мероприятий.

Отработку мощных пологих пластов в Кузбассе осуществляют либо слоями, либо с применением одновременной выемки слоев с использованием новых типов механизированных комплексов (2УКП-5, УКП-5, КМ-142, КНК-М). Для повышения эффективности слоевой технологии отработки применяются рациональные конструкции межслоевого перекрытия в виде металлических полос, металлической тканной оцинкованной сетки или стеклоткани.

Дальнейшее повышение эффективности комплексно-механизированной отработки угольных пластов является одной из главных задач для шахт Кузбасса. Для разработки рекомендаций по выбору рациональных параметров работы КМЗ был использован метод системного анализа. Рассматривались следующие параметры системы: технологическая схема, тип механизированного комплекса, тип выработки, способ управления горным давлением.

Рациональной технологической схемой считается такая схема, которая наилучшим образом обеспечивает достижение определенного набора показателей в заданных горно-геологических условиях.

При выборе той или иной технологической схемы для отработки конкретного шахтопласта возникает проблема принятия решения при наличии некоторого множества критериев. Для оценки и выбора рациональных технологических схем может быть использована методика, реализованная на ПЭВМ для горно-геологических условий Кузбасса.

Сравнение технологий отработки угольных пластов состоит в их ранжировании по значению комплексного критерия, рассчитанного по совокупности оценочных показателей, характеризующих эффективность применения технологических схем в заданных горно-геологических условиях. Ранжирование производится относительно условного базового варианта, имеющего наилучшие значения оценочных показа-

телей сравниваемых технологических схем. Процесс сравнения технологий включает:

- определение номенклатуры показателей, раскрывающих цель проводимого сравнения-,

- формирование группы аналогов технологических схем и установление значений их показателей;

- установление условного базового варианта;

- расчет значений комплексного критерия и ранжирование сравниваемых вариантов.

По желанию исследователя в оценочные показатели могут быть включены функциональные, экономические, социальные, природоохранные и другие аспекты ведения горных работ, которые непосредственно или косвенно зависят от выбора технологической схемы. Весомость оценочных показателей определяется экспертными методами.

Программа, реализующая описанную методику, может быть использована при выборе наилучших вариантов; формировании требований для совершенствования технологий отработки угольных пластов для заданных условий; оценке вариантов новых технологических решений по сравнению с существующими; проведении экспертизы предлагаемых технологических решений; сопоставлении любых объектов по множеству показателей эффективности.

Для выбора рационального типа комплекса разработаны математические модели для расчета скорости подачи комбайнов, объема присекаемых пород различными типами комплексов, зольности добываемого угля, производительности комплексов, удельных стоимостных затрат на подготовку выемочного столба, монтаж и демонтаж оборудования, амортизацию, заработную плату и прочие затраты. Для учета характеристик надежности механизированных комплексов проведены хронометражные наблюдения за работой КМЭ на шахтах с различными горно-геологическими условиями. Для конкретного шахтопласта выбор рационального типа комплекса из множества применяемых на шахтах Кузбасса может быть осуществлен по расчетным значениям производительности комплексов, прибыли или по набору расчетных показателей согласно комплексного критерия, как и в выборе технологических схем.

Основной объем подготовительных выработок при комплексно-механизированной добыче угля приходится на выемочные штреки, непосредственно примыкающие'к очистным забоям. Размеры поперечного сечения выемочных штреков должны обеспечивать работу очистных забоев о высокой нагрузкой. Разработаны методические положения расчета параметров выработки с учетом следующих условий: - про-

ветривание КМЗ; безнишевая выемка угля в очистном забое и размещение оборудования на сопряжениях; транспорт крупногабаритного оборудования и деталей в очистные и подготовительные забои в различные периоды их эксплуатации; размещение транспортных средств, в том числе для механизированной доставки людей, в период проведения выемочных выработок и во время ведения очистных работ в подготовительном забое;_необходимый-вапас-па"высоте" и'шйрйн^ вы-~~ работки на ожидаемое сближение вмещающих пород в различные периоды эксплуатации. ~

Из определенных по каждому условию параметров выемочных выработок выбираются' максимальные значения высоты и ширины, по которым определяется.необходимая площадь сечения и типоразмер крепи.

При выборе параметров управления горным давлением основной упор делается на надработку и подработку пластов, так как применение данных способов не требует дополнительных затрат. Затем рассматриваются локальные способы управления горным давлением.

Рассмотренные подсистемы взаимосвязаны функционально в пространстве и времени. Эти связи необходимо учитывать при определении рациональных параметров всей системы. При разработке автоматизированной системы выбора оптимальных параметров на персональных компьютерах учет взаимосвязей осуществляется программно. Например, путем итерационных повторов задания исходных данных в диалоговом блоке программы. Для рассматриваемых параметров укрупненная блок-схема их рационального выбора приведена на рис.3.

Разработанные положения системного подхода использовались при выборе рациональных параметров работы КМЗ в условиях Южного Кузбасса. При выборе рационального применения новых типов комплексов (КМ-142, КМ-138, "Пиома" и др.) выемочные столбы в границах пластов разбивались по длине на блоки,кавдый из которых делился на участки по длине забоя, которые относились по преобладающему признаку к определенному типу аномапей. Определялись категории сложности аномалий и горно-геологические величины, необходимые для расчета целесообразности применения различных типов механизированных комплексов с учетом их силовых и конструктивных параметров. Отмечено, что с точки зрения только экономического критерия комплексы "Пиома" и "Глиник" наименее эффективны из сравниваемых вариантов. Комплекс КМ-142 наиболее эффективен в условиях пласта при отработке первого слоя. Комплекс КМ-138 и 2КМТ эффективны при отработке пластов Кб,Е6,К1,Е4 на шахте "Капитальная". Комплекс МК-85Б эффективнее других может использоваться на

шахте "Абашевская" при отработке пласта 16 и пласта Е4 на шахте "Капитальная".

Рис.3. Блок-схема программы выбора рациональных параметров работы КМЗ

Повышение эффективности отработки угольных пластов Анализ работы КМЗ на пластах со сложными горно-геологическими условиями показал, что повышение силовых параметров крепей не обеспечивают в полной мере безаварийную отработку пластов. Ак-

тивные способы разупрочнения труднообрушаемой кровли (передовое торпедирование, гидродинамическая стратификация) не нашли широкого применения вследствие значительных затрат на их применение. Для таких условий может быть использована надработка и подработка пласта как эффективный способ управления массивом за счет разупрочнения пород междупластья, снижения вероятности вредных прояв- --- лений горного"давления с последующей частичной дегазацией и осушением под(над)работанных пластов.

Надработку пластов рекомендуется использовать при мощности междупластья 20-30 м с применением механизированных крепей с рабочим сопротивлением не менее 900 кН/м2 и расположении забоев на надработанных пластах- в зонах разгрузки. Минимально допустимая мощность междупластья при подработке определяется ПБ и равна шее-' тикратной мощности подрабатывающего пласта. Для определения максимально допустимой мощности междупластья при подработке разработана номограмма (рис.4), учитывающая рабочее сопротивление выбранной механизированной крепи при заданной мощности подрабатывающего пласта.

Дм го

70 60 50 4а ьа го ю ' о

/ооо гвоо зооо 4осо Лх^ф/ Ключ: К к • 321)0кН/м — Нтах-55м ,

К-50м — КмоБх,-^ОООкИ/м

Рис.4.Номограмма для определения максимальной мощности междупластья и необходимого рабочего сопротивления крепи при подработке

Для снижения вредного влияния целиков угля и краевых частей на работу КМЗ предлагаются' способы и параметры управления горным давлением в зонах повышенного горного давления: бурения разгрузочных скважин для ослабления целиков; торпедирование с помошью скважинных зарядов; камуфлетное взрывание зарядов в почве.

Целесообразность и выбор способа перехода нарушения определяется на стадии подготовки очистного забоя с учетом данных о характере нарушения, его величине, характеристике вмещающих пород и угля в нарушенной зоне и обосновывается технической возможностью механизированного комплекса и экономической целесообразностью. Для крепления забоя в зонах ослабленных пород разработаны технологические схемы с использованием затяжек, металлической сетки, матов с быстроразъемными соединениями, деревянными анкерами. В особо сложных условиях при наличии широкой зоны ослабленных пород и углах встречи нарушения, близких к нулю, следует применять химическое упрочнение пород. При этом возможны 2 варианта паспортов упрочнения: скважинами, пробуренными из очистного забоя и из оконтуривающих выработок. В зависимости от амплитуды нарушения, переход может осуществляться либо с прйсечкой, либо без ярисечки боковых пород. Условие перехода нарушения без присечки выражается неравенством:

,-7 >

^ гп - ( ¡ь ^ 6 ) , (11)'

где /0 - нормальная амплитуда смещения"пласта; минимальная

высота крепи; 8 - запас раздвижности крепи.

Переход дизъюнктивных нарушений мелкоступенчатым спуском (подъемом) по заранее рассчитанной траектории производится с учетом основных параметров нарушения, силовых и конструктивных характеристик механизированного комплекса. Высота ступени спуска (подъема) не должна превышать 0,1 м. Для обеспечения максимальной скорости подвигания в процессе перехода нарушения рекомендуется использовать управление движением комплекса.

Для контроля положения секций относительно вмещающих пород в процессе перехода нарушения необходимо составлять технологическую карту перехода нарушения в виде графического изображения в плане траектории движения секций комплекса и величин присекаемой породы. Установлено, что минимальный объем присечки наблюдается при расстоянии между началом маневра и центром нарушения, равном 0,5 длины перехода.

Одной из основных проблем технологии подземной угледобычи является снижение технико-экономических показателей очистных забоев при отработке пластов в условиях неустойчивых углепородных

массивов. Нагрузка на забой в таких условиях может снижаться в 2-5 раз. Наиболее эффективным средством управления неустойчивыми углепородными массивами является их упрочнение композиционными материалами.

Установлено, что для обеспечения эффективного упрочнения неустойчивого углепородного массива необходимо использовать_нагг__ нетание^скрепляющх _ с ос тав ов- на-основе ~ фенолоформальдёгидных смол СФЖ и КН, обеспечивающих надежное скрепление трещиноватого массива. Параметры технологии укрепления массива определяются состоянием и физико-механическими свойствами массива, применяемыми способами и средствами выемки угля, крепления забоя и свойств скрепляющего состава.

Не рекомендуется упрочнение фенолоформальдегидными составами породы или угля имеющих карбонатные включения, чешуйчатое строение с зеркалами скольжения.

Технология упрочнения горного массива успешно применялась на шахте "Распадская", "Полысаевская", "Большевик", "Карагайлинс-кая" в Кузбассе.

Особенности развития шахтного фонда Кузбасса в последние 25-20 лет не соответствуют потребностям угледобычи и повышения ее научно-технического уровня. Отсутствие комплексного подхода к освоению месторождений, сохранение традиционных взглядов на шахту с точки зрения ее горно-технологической структуры (ГТС) привело к исчерпанию эффективности проектных решений по повышению интенсивности добычи в Кузбассе. Концепция автономного развития каждого действующего предприятия не обеспечила повышения технического уровня всех угледобывающих предприятий, не создала надежной базы для их прогрессивного развития.

Улучшение структуры добычи и шахтного фонда при подземном способе может быть реализовано е результате ускоренного развития действующих шахт, разрабатывающих месторождения с благоприятными условиями для применения прогрессивной технологии, строительства новых шахт и создания крупных угледобывающих комплексов. Наращивание объемов добычи угля можно осуществить путем реализации программы технического перевооружения шахт предусматривающих переход на эффективные технологии подготовки и отработки запасов, применение новых машин и комплексов, внедрение экономичных крепежных материалов, снижение трудоемкости ручных работ и повышение безопасности труда, концентрации капитальных вложений и ресурсов на наиболее эффективных направлениях развития и совершенствования шахтного фонда, в первую очередь - создании высокоэффективных уг-

ледобывающих комплексов (УДК) для освоения новых перспективных месторождений Восточного Кузбасса.

Угледобывающий комплекс состоит из:

- модульных участков шахт с бесцеликовой структурой управления, с одним высокопроизводительным очистным забоем;

- групповых транспортных и коммуникационных сетей на поверхности, соединяющих модульные шахтоучастки с центральной промышленной площадкой;

- центральной промышленной площадки.

Структура УДК создает возможность поэтапного развития.

Первый этап характеризуется обеспечением очистного забоя модульного шахтоучастка (МШУ) всеми необходимыми для автономной работы устройствами.

На втором этапе вводится в действие сооружения центральной промышленной площадки УДК; воздухоподаящие стволы; коммуникационные коридоры на поверхности, включающие магистральные конвейерные линии для транспортировки угля, кабельные сети различного назначения, трубопроводы для водоснабжения, теплоснабжения, передачи шахтных вод на очистные сооружения; объединенные подземные транспортные коммуникации для выдачи угля. "На этом этапе гасятся ненужные для дальнейшей работы выработки, демонтируются наземные сооружения МШУ.

Пример расположения шахтных полей УДК "Соколовский" приведен на рис.5. Строительство УДК позволит достичь производительность труда, близкую к производительности труда на открытых горных работах и в 1,5-2 раза большую, чем на передовых шахтах.

Для определения перспективы развития подземной добычи угля с учетом сложившихся в Кузбассе условий разработана экономико-математическая модель освоения и развития угольной промышленности региона, учитывающая системный подход к выработке стратегий повышения технического уровня производства и эффективности его функционирования при объективном управлении инвестиционной программы.

Основным объектом моделирования развития подземной добычи в регионе является объем годовой добычи всех действующих шахт. Рассматривая все шахты как одну "большую шахту" считаем,что общая годовая добыча "большой шахты" не превышает суммарную мощность всех шахт. Суммарная годовая добыча всех шахт не превышает их потенциальные возможности исходя из подготовленных к отработке выемочных столбов. Кроме того,для Кузбасса важным является ограничение ка трудовые ресурсы.

Рис.5. Вариант расположения шахтных полей УДК "Соколовский" ■ Принцип соразмерности между собой трех рассматриваемых ограничений на уровне региона можно выразить в виде функции минимума из трех переменных:

Дк = тп, (гк ,Ук,Анк']г, (12)

где суммарная производственная мощность (без учета фактора -фронт горных работ) по всем шахтам; Ук - потенциальная возможность шахт по добыче по фактору - фронт горных работ.

Апк = а.1ък , (13)

где а- средняя по региону годовая производительность труда подземного рабочего; П>к- количество рабочих.

Все три величины,входящие в выражение (12),изменяются с течением времени. Математическую модель динамики развития региона

можно представить в виде:

1. Лс ="пйь /Z¿ ; А^к} ; (4+)

г- Z¿н-Z¿ + Т[кв ; К21) У у С15)

Ы<м Тем

4. = +

5. П,1+1 = 1Ы +Т []Ь тЫ,{у/1 ; К П,ь> -<¿^¿7; <Г'5)

6. = Щ 4 1 С^ ^Ь - ^¡,1 - (19)

- 31 -

A. Моделирующие процессы:

годовая добыча; У(Ь) - потенциал шахт по добыче исходя из запасов,готовых к выемке; РСЬ) - потенциал шахт,исходя из подготавливаемых запасов; ¿СЬ)~ общая производственная мощность; 0(Ь)- мощность шахтостроигельных организаций; 1ь(Ь) - численность подземных рабочих; М^СЬ)- мощность стройиндустрии (жилье,объекты соцкульбыта).

Б. Параметры модели:

Кш - прирост проектных мощностей на 1 млн.руб. капвложений; Кр - прирост потенциала по добыче; - прирост мощностей гражданского строительства; - прирост мощностей шахтного строительства; Тст - средняя продолжительность отработки выемочных столбов; 7у ~ средняя продолжительность отработки запасов одного участка; интенсивность выбытия производственных мощностей и горизонтов;- коэффициент текучести кадров; у6- количество рабочих, обеспечиваемых жильем при освоении 1 млн.руб. капвложений; о - выбытие мощностей стройиндустрии; ¿Г- выбытие мощностей шах-тостроительных организаций; а, - годовая производительность труда подземных рабочих; - удельные отчисления на гражданское строительство из прибыли предприятий.

B. Управляющие воздействия:

¡ер (Ь)- капвложения на поддержание мощностей по фронту горных работ; Кг(Ъ)- капвложения на шахтное строительство; Кл(/Ь) -капвложения на строительство жилья; капвложения на разви-

тие мощностей гражданского строительства; Кд(Ь)- капвложения на создание мощностей шахтостроительных организаций.

Для производства расчетов в соответствии с разработанной математической моделью необходимо установить начальные значения моделирующих процессов,численные значения параметров модели и ряд значений управляющих воздействий. Результаты расчетов на ЭВМ вариантов развития подземной добычи на пологих пластах Кузнецкого бассейна позволяют сделать вывод о возможном увеличении подземной добычи на пологих пластах и последующей стабилизации уровня добычи в зависимости от капиталовложений.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации на основе выполненных исследований геомеханических и технологических процессов при разработке пологих и наклонных угольных пластов изложены научно обоснованные и практически осуществленные технические и технологические решения по повышению эффективности комплексно-механизированной разработки, реа-

лизация которых вносит значительный вклад в ускорение научно-технического прогресса на угольных предприятиях.

Основные научные выводы и практические результаты заключаются в следующем:

1. Сформирована теоретическая база исследования динамики функционирования комплексно-механизированных очистных забоев (КМЗ), определяющая уровень интенсивности и стабильности горного производства"на"шахте~в целом.--Установлено, -что-с-переходом-в-бо--лее сложные горно-геологические условия производительность КМЗ снижается, что характеризует отрицательное влияние проявлений неустойчивых пород непосредственной кровли, труднообрушаемых пород основной кровли и слабых пород почвы. Для различных типов комплексов установлены зависимости логарифмического вида производительности КМЗ от угла падения разрабатываемого пласта, глубины разработки, длины выемочного поля и длины забоя.

2. Реализован комплексный подход к разработке прогрессивных технико-технологических решений по повышению технического уровня и эффективности работ по механизированной разработке пологих и наклонных пластов, включающий методику оценки и выбора рациональных технологических схем отработки, эффективные технические и технологические решения по снижению вредного влияния горного давления в КМЗ, учитывающий особенности поведения углепородного массива, надежность оборудования, уровень организации производства и инвестиционную программу отрасли.

3. Установлено, что особенности взаимодействия механизированных крепей с вмещающими породами определяются типом основной кровли, характером обрушения пород, последовательностью нагруже-ния элементов крепи, действием нагрузок динамического характера при резких осадках труднообрушаемой кровли. Для эффективной и безопасной разработки пологих и наклонных пластов научно обоснованы технические решения по выбору силовых параметров механизированных крепей в зависимости от типа пород основной кровли и мощности отрабатываемого пласта. Рабочее сопротивление крепи должно быть не менее: при мощности пласта 1,2-1,8 м - 500 кН/м; при мощности 2,0-2,5 м - 900 кн/м; при МОЩНОСТИ 2,5-3,0 М - 1000 кН/м; при мощности 3,5-4,0 м - 1200 кН/м; при мощности более 4,0 м -1300-1500 кН/м.

4. Одним из основных показателей, характеризующим взаимодействие механизированной крепи с вмещающими породами является заколообразозание со стороны кровли. Выделены и изучены 3 основные схемы места образования заколов кровле: закол образуется впе-

реди забоя с опережением до 3-8 м; закол образуется по забою; закол образуется над крепью. Угол наклона трещин закола составляет 70-80°, трещины имеют наклон в сторону выработанного пространства. Наиболее тяжелые ситуации во взаимодействии крепей с породами кровли возникают при первой схеме, проявляющиеся в виде сильного отжима угля, резких осадок кровли, вывалообразования и деформации элементов крепи.

5. Зоны и интенсивность проявления отжима угля определяются главным образом смещением кровли и имеют прямую связь с периодичностью обрушения кровли и процессом формирования шагов обрушения непосредственной и основной кроЕель. Глубина отжима увеличивается с ростом прочности пород активной кровли, вынимаемой мощности пласта и крепости угля и достигает 2,5 м. Установлена опасная глубина отжима, которая определяется степенью деформации угля (коэффициентом отжима).

5. Установлено, что наибольшее влияние на процесс формирования грузопотоков угля из лав оказывают скорость подачи комбайна, надежность комплекса и сопротивляемость угля резанию. Распределение минутных грузопотоков из лав в любой период их работы описывается нормальным законом распределения, а коэффициент неравномерности составляет 1,8-1,95. При совместной работе лав распределение величин грузопотока на сборных конвейерах описывается теми же законами распределения, что и в одиночном забое. Средняя продолжительность совместной работы лав составляет 115 мин, совмещение максимумов - 2.4 мин, частота совпадения максимумов - 4.5. Зависимости распределения наработки на отказ и времени устранения отказов являются, экспоненциальными.

Установленные закономерности позволяют осуществить прогноз ожидаемых грузопотоков угля за любой период и выбирать транспортные средства для обеспечения эффективной работы КМЗ.

7.Выявлено,что опережающая надработка и подработка пластов, снижающая вероятность вредных проявлений горного давления за счет изменения состояния углепородного массива, обеспечивает, при соответствующих параметрах, эффективное ведение очистных и подготовительных работ. Надработку пластов рекомендуется использовать при мощности междупластья 20-30 м с применением механизированных крепей с рабочим сопротивлением не менее 900 кН/м2 и расположением забоев на надработанных пластах в зонах разгрузки. Для определения максимально допустимой мощности междупластья при подработке разработана номограмма, учитывающая рабочее сопротивление выбранной механизированной крепи при заданной мощности подрабатывающего

пласта.

8. Установлено, что для обеспечения эффективного упрочнения неустойчивых углепородных массивов необходимо использовать нагнетание скрепляющих составов на основе фенолоформальдегидных смол СФЖ и КН, обеспечивающего надежное скрепление трещиноватого массива. Параметры технологии укрепления массива определяются состоянием и физико-механическими свойствами массива, применяемыми способами и средствами выемки угля, крепления забоя и свойств-скрепляющего состава.

9. Целесообразность и выбор способа перехода нарушения определяется на стадии подготовки очистного забоя с учетом данных о характере нарушения, его величине, характеристике вмещающих пород и угля в нарушенной зоне и обосновывается технической возможностью механизированного комплекса и экономической целесообразностью. Переход дизъюнктивных нарушений мелкоступенчатым спуском (подъемом) по заранее рассчитанной траектории производится с учетом основных параметров нарушения, силовых и конструктивных характеристик механизированного комплекса. Высота ступени спуска (подъема) не должна превышать 0,1 м. Для обеспечения максимальной скорости подвигания в процессе перехода нарушения рекомендуется использовать управление движением комплекса.

10. Разработан комплекс программных средств расчета и выбора рациональных параметров работы комплексно-механизированных забоев, который позволяет, используя вычислительную технику, прогнозировать нагрузку на КМЗ с учетом конкретных горно-геологических условий, горнотехнической ситуации на выемочном участке, заданных параметров технологической схемы, надежности механизированных комплексов, закономерностей формирования грузопотоков угля из забоя и способа управления горным давлением.

11. Разработаны и реализованы в виде программы на ПЭВМ методика оценки и выбора рациональных технологических схем разработки пологих и наклонных угольных пластов, включающая сравнение технологий отработки угольных пластов и обеспечивающая новый уровень развития подземной добычи угля в Кузбассе. Сравнение технологий включает: определение номенклатуры оценочных показателей, раскрывающих цель проводимого сравнения; формирование группы аналогов технологических схем и установление значений их показателей; выбор условного базового варианта, имеющего наилучшие значения оценочных показателей; расчет значений комплексного критерия и ранжирование сравниваемых вариантов.

12. Разработаны и реализованы методические принципы

технологической оценки новых угольных месторождений и научные основы совершенствования разработки перспективных угольных районов, учитывающие разработанные в диссертации научно обоснованные

технические и технологические решения комплексно-механизированной отработки пологих и наклонных угольных пластов, эффективность функционирования производства при его объективном управлении инвестиционной программой, социальные и экологические аспекты, обеспечивающие новый уровень развития подземной угледобычи в Кузбассе .

13. Разработанные технологические схемы разработки пологих и наклонных пластов, синтезирующие результаты научных исследований, широко внедрены на угольных шахтах Кузбасса с экономическим эффектом.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

Монографии^

1. Шахты Кузбасса: Справочник (Совместно с Егоровым П.В., Бобер Е.А. и др.).- М.: Недра, 1994.- 352 с.

2. Скоростная подготовка выемочных полей на шахтах Кузбасса (Совместно с Лермонтовым Ю.С., Шахматовым В.Я.).- Кемерово: Кемеровское кн. изд-во, 1994.- 139 с.

3. Повышение эффективности комплексно-механизированной отработки пологих и наклонных пластов в Кузбассе (Совместно с Калининым С.И., Лермонтовым Ю.С.).- Под ред. П.В.Егорова.- Кемерово: Кемеровское кн. изд-во, 1995.- 201 е.

4. Применение средств комплексной механизации для отработки пологих и наклонных угольных пластов в Кузбассе (Совместно с Калининым С.И.).- Под ред. П.В.Егорова.- Кемерово: Кемеровское кн. изд-во, 1995,- 173 с.

Научные труды в отечественных изданиях

5. Опыт работы комплексной бригады М.Н.Путры на шахте "Чер-тинская-I" (Совместно с Березовским H.A.) //Уголь, 1968.- Nf4.-С.3-5.

6. Анализ результатов испытаний многофронтальной технологии отработки мощных пластов (Совместно с Морозовым Ю.И., Кононенко В.Н.) //Совершенствование технологии отработки пластов средней мощности /КузНИУЙ.- Прокопьевск, 1988.- С.49-54.

7. Ускорение научно-технического прогресса на угольных шахтах Кузбасса (Совместно с Калининым С.И.) //Обзор /ЦНПЗйуголь.-М., 1989, вып.13.- 36 с.

8. Основные направления совершенствования шахтного фонда в Кузбассе (Совместно с Ильиным В.И., Милехиным Ю.Г., Азимовым Б.В.) //Совершенствование технологии отработки угольных пластов Кузбасса и Дальнего Востока: Сб. науч. тр. /КузНИУИ.- Прокопьевск, 1989.- С.5-10.

9. Проявления горного давления в выработке, формируемой в процессе очистных _работ„(Совместно _ с Вдгдплвьгм-М.С.,—Калмыковым— A.B., Храмченко В.Д.) //Управление состоянием массива горных пород: Сб. науч. тр. /Ассоциация "Кузбассуглетехнология".- Кемерово, 1990.- С.27-32.

10. К вопросу разработки тонких пластов угля в Кузбассе (Совместно с Баталовым М.С., Байкиным В.В.) //Совершенствование технологии отработки угольных месторождений Кузбасса: Сб. науч. тр. N^2 /Ассоциация "Кузбассуглетехнология".- Кемерово, 1991.-С.26-30.

11. Моделирование развития подземной добычи угля Кузнецкого бассейна на период 2000-2010 г.г. (Совместно с Милехиным Ю.Г.) //Совершенствование технологии отработки угольных месторождений Кузбасса: Сб. науч. тр. Nf2 /Ассоциация "Кузбассуглетехнология".-Кемерово, 1991.- С.167-176.

12. Принцип оценки и выбора на ПЭВМ технологических схем для отработки угольных пластов- Кузбасса (Совместно с Калининым С.И.Ларичкиным П.М.) //Повышение эффективности разработки угольных месторождений Кузбасса: Сб. науч. тр. N°3 /Ассоциация "Кузбассуглетехнология".- Кемерово, 1991.- С.90-34.

13. Влияние горно-геологических и горнотехнических факторов на эффективность работы комплексно-механизированных забоев //Вопросы безопасности при разработке угольных месторождений Кузбасса. - Сб. науч. тр. N°4 /Ассоциация "Кузбассуглетехнология".- Кемерово, 1991.- С.69-73.

14. Системный подход к разработке рациональных параметров работы комплексно-механизированных очистных забоев (Совместно с Калининым С.И., Ларичкиным П.М. и др.) //Совершенствование технологических процессов при разработке месторождений полезных ископаемых: Сб. науч. тр. N°5 /Ассоциация "Кузбассуглетехнология".-Кемерово, 1992,- С.7-16.

15. Формирование грузопотоков угля из комплексно-механизированных забоев (Совместно с Шевелевым Ю.А., Ларичкиным П.М.) //Совершенствование технологических процессов при разработке месторождений полезных ископаемых: Сб. науч. тр. N°5 /Ассоциация "Кузбассуглетехнология".- Кемерово, 1992.- С.16-29.

16. Влияние основных факторов на формирование грузопотоков угля из забоя (Совместно с Шевелевым Ю.А., Азимовым В.Б.) //Совершенствование технологических процессов при разработке месторождений полезных ископаемых: Сб. науч. тр. N°6 /Ассоциация "Куз-бассуглетехнология".- Кемерово, 1992.- С.30-35.

17. Прогноз грузопотоков угля из КМЗ (Совместно с Ларички-ным П.М., Азимовым В.Б.) //Совершенствование технологических процессов при разработке месторождений полезных ископаемых: Сб. науч. тр. N°6 /Ассоциация "Кузбассуглетехнология".- Кемерово, 1992.- С.35-39.

18. Альтернативы развития геосистем угольных шахт Кузбасса (Совместно с Вылегжаниным И.Н. , Постниковым В.И.) //Совершенствование технологических процессов при разработке месторождений полезных ископаемых: Сб. науч. тр. NfV /Ассоциация "Кузбассуглетехнология".- Кемерово, 1994.- С.35-39.

19. О создании служб управления горным давлением (Совместно с Грицко Г.И., Власовым Б.В.) //Совершенствование технологических процессов при разработке месторождений полезных ископаемых: Сб. науч. тр. N°8 /Ассоциация "Кузбассуглетехнология".- Кемерово, 1994.- С.3-14.

20. Исследование процессов формирования отжима угля и выва-лообразования пород в КМЗ при отработке пластов с труднообрушае-мой кровлей //Техника и технология разработки месторождений полезных ископаемых: Межвуз. сб. науч. тр. /СибГГМА, вып.1.- Новокузнецк, 1995.- С.138-144.

21. Влияние нарушенности угольных пластов Кузбасса на нагрузку в комплексно-механизированных очистных забоях (Совместна с Лермонтовым Ю.С.) //Техника и технология разработки месторождений полезных ископаемых: Межвуз. сб. науч. тр. /СибГГМА, вып.1.- Новокузнецк, 1995.- С.76-84.

22.Проблемы реструктуризации угольной промышленности Кузбасса (Совместно с Шахматовым В.Я., Германом П.П.) //Совершенствование технологических процессов при разработке месторождений полезных ископаемых: Сб. науч. тр. N°9 /Ассоциация "Кузбассуглетехнология".- Кемерово, 1995.- С.3-13.

23. Технические и технологические решения по созданию шахты нового технического уровня для перспективных угольных районов Кузбасса (Препринт Nf2) (Совместно с Германом П.П., Ялевским В.Д., Лермонтовым Ю.С.).- Кемерово: Ассоциация "Кузбасеуглетехно-

И OOP оо ^ jiuiiin , laau.- ои и.

24. Состояние и перспективы применения анкерных крепей на

шахтах Кузбасса (Препринт) (Совместно с Егоровым П.В., Квоном С.С. и др.) /Кузбас. гос. техн. ун-т.- Кемерово, 1996.- 20 с.

Статьи в трудах съездов, конференций

25. О концепции развития науки, научно-технического потенциала и структуры управления НТП в угольной промышленности Кузбасса //Угольный комплекс Сибири: Труды Всесоюзн. конф. по развитию производительных сил Сибири.- Ленинск-Кузнецкий, 1990, т.1.~ С. 49-52^

26. Состояние и перспективы развития Кузбасса: эколого-экономические аспекты (Совместно с Михальченко В.В., Вылегжаниным

B.Н.) //Эколого-зкономические проблемы разработки угольных месторождений Кузбасса: Тез. докл. науч.-практ. конф.- Кемерово,1991.-

C.6-9.

27. Проблемы экологизации горного производства в концепции шахты нового технологического уровня (Совместно с Вылегжаниным В.Н., Зайденваргом В.Е.) //Эколого-экономические проблемы разработки угольных месторождений Кузбасса: Тез. докл. науч.-практ. конф.- Кемерово, 1991.- С.9-12.

28. Комплексная оценка технологических схем проведения подготовительных выработок комбайнами (Совместно с Лермонтовым Ю.С., Егоровым П.В., ШеЕелевым Ю.А.) //Перспективы развития горнодобывающей промышленности: Тез. докл. II Межд. науч.-практ. конф.-Новокузнецк, 1995.- С.34.

29. Оценка степени влияния сложных горно-геологических условий Кузбасса на производительность механизированных комплексов //Перспективы развития горнодобывающей промышленности: Тез. докл. II Межд. науч.-практ. конф.- Новокузнецк, 1995.- С.39.

30. Определение рациональной длины выемочных столбов для комплексно-механизированных забоев (Совместно с Лермонтовым Ю.С.) //Перспективы развития горнодобывающей промышленности: Тез. докл. II Межд. науч.-практ. конф.- Новокузнецк, 1995.- С.55.

31. Применение средств комплексной механизации для отработки пологих и наклонных угольных пластов в Кузбассе //Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири. Сибресурс-95: Тез. докл. науч.-практ. конф.- Кемерово: МАН ВШ, 1995.- С.103-104.

32. Перспективы конкурентной способности угольного маркетинга в целях рационального использования угля и углепродуктов //Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири. Сибресурс-95: Тез. докл. науч.-прак. конф.- Кемерово: МАН ВШ, 1995.- С.101-103.