автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.06, диссертация на тему:Разработка средств и способов интенсификации добычи и использования угля в подземных условиях

На правах рукописи

РГ5 Од

СЕРОВ Вячеслав Алексеевну 2 £ЕК ?ПРП

УДК.622.232.8 - 116: 622.278.06

РАЗРАБОТКА СРЕДСТВ И СПОСОБОВ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ДОБЬРМ II ИСПОЛЬЗОВАНИЯ УГЛЯ В ПОДЗЕМНЫХ УСЛОВИЯХ

Специальность 05.05.06 — "Горпые машины"

Автореферат диссертации на соискание учёной степени доктора технических паук

Москва 2000

Работа выполнена университете.

в Московском государственном горном

Нучный консультант

Заслуженный деятель науки РФ, д-р техн. наук, проф., КАРТАВЫЙ Н.Г.

Официальные оппоненты:

д-р. техн. наук, проф. д-р. техн. наук, проф. д-р. техн. наук

ГЕТОПАНОВ В.Н. БРЕННЕР В.А. МЫШЛЯЕВ Б.К.

Ведущее предприятие — Национальный научный центр горного производства — ИГД им. А.А. Скочинского.

Защита диссертации состоится " " /£._2000г.

в _ час. на' заседании диссертационного совета Д-053.12.04 в

Московском государственном горном университете по адресу: 117935, ГСП-1, Москва, В-49, Ленинский проспект, 6.

Отзывы прост! направлять в двух экземплярах. '

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета . Автореферат диссертации разослан '¿Ь // 2000 г.

Учёный секретарь диссертационного совета"

• канд. техн. наук, проф., ШЕПЖО Е.Е.

Ш0,М - 64%, О

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Отечественная топливная промышленность, испытывающая экономический кризис, должна' развиваться на основе комплексного использования всех видов топлива, в первую очередь угля. Однако, несмотря на широкое использование достижений научно-технического прогресса, угледобывающая и углеперерабатывающая отрасли остаются весьма энергоемкими и капиталоемкими. Основные, показатели угольной промышленности характеризуются снижением фондоотдачи, снижением роста производительности труда и ростом себестоимости добываемого угля, высоким уровнем потерь (до 50,0 %) угля в недрах из-за несовершенства традиционной технологии разработки месторождений, при этом возможности современных технических средств используются только на 30 - 50 %. Некондиционные запасы, находящиеся в зонах геологических нарушений, как правило, не включаются з процесс освоения и разработки месторождений подземным способом. При подземной разработке по простирашио пологих и наклонных пластов с углами падения до 35° практически исчерпана возможность дальнейшего расширения объемов применения существующих типов серийных средств комплексной механизации очистных работ, а по их восстанию — серийных средств • комплексной механизации еще не создано.

В общей добыче угля РФ 80 % составляет уголь, который идет на нужды энергетики, в том числе 40 % на выработку электроэнергии, остальной — на выработку теплоэнергии. Однако энергетика отличается низким уровнем использования энергии, заключенной в твердом топливе — в среднем около 11— 13 %.

Таким образом, в смежных отраслях угольной и энергетической промышленности возникла, комплексная проблема повышеши полноты извлечения запасов угля и заключенной в нем энергии; снижения энергопотребления, металлоемкости и трудоемкости при добыче и использовании угля, эффективного использования и переработки угля.

Создание экономически выгодных, высокоэффективных горноэнергетических предприятий на базе энергомеханических средств, обеспечивающих наиболее .'полное и интенсивное комплексное извлечение запасов угля из недр, снижение тепловых потерь и затрат при выдаче газов подземного сжигания оставшихся запасов угля — центральные задачи рассматриваемой проблемы.

Цель 'работы — разработка концепции малоотходной технологии и обоснование параметров ресурсосберегающих технических средств

комплексного извлечения угля из пологонакдонных пластов средней мощности, а также способов, обеспечивающих интенсификацию добычи угля и использования тепловой энергии, получаемой от сжигания оставшихся его запасов в подземных условиях.

Идея работы — максимальное извлечение запасённой энергии угля при минимуме затрат за счёт применения комбинированной технологии и системы технических средств, повышающих полноту выемки подготовленных запасов угля в подземных условиях и обеспечивающих продление срока эксплуатации горных предприятий (шахт); рассмотрение их в виде горно-энергетических комплексов, добывающих уголь и вырабатывающих тепловую и электрическую энергии на месте ведения горного производства.

Методы исследования. В работе использовался комплекс методов исследования, применяемый при создании энергомеханических добывающих, транспортных и обогатительных машин и теплотехнических комплексов: методы математической' статистики, математического моделирования, метод технико-экономического анализа. Исследования осуществлялись при проектировании, производстве (изготовлении), лабораторных, заводских, экспериментальных и промышленных испытаниях как отдельных горных машин, так и целых комплексов для подземной добычи полезных ископаемых и их переработки в условиях горных предприятий. При разработке и обосновании концепции создания технологии и технических средств, обеспечивающих подготовку разрабатываемого месторождения (средствами предварительного и опережающего осушения), традиционную и нетрадиционную выемку угля, использован системный анализ.

Основные научные положения, выносимые на защиту

1. Метод определения эффективности работы горного предприятия, оснащённого средствами комплексного извлечения угля и использования его энергии, как конечного результата технологических процессов, заключается в. оценке величины эксергетичесхого КПД, зависящего от коэффициентов извлечения и использования угля на месте разработки. .

2. Повышение коэффициента полноты технологического извлечения угольного месторождения и эксергетического КПД горноэнергетического предприятия может быть осуществлено за счёт использования средств комбинированной технологии, предусматривающей экономически выгодное сочетание средств для механического и геотермического методов извлечения и использования энергии угля в. разных горно-геологических условиях угольных пластов: в благоприятных условиях — применение угледобывающих комплексов для длинных лав; в неблагоприятных

условиях — применение комбинации угледобывающих комплексов для длинных и коротких лав; в сложных условиях — применение комбинации угледобывающих комплексов для' коротких лав и для частичной выемки угля, а также теплотехнических комплексов для подземного сжигания оставшегося угля, обеспечивающих последующее использование физической и химической энергий продуктов его сгорания.

3. Способ повышения эффективности работы угледобывающих комплексов без снижения достигнутой производительности в неблагоприятных условиях пологонаклонных пластов обеспечивается за счёт снижения удельных показателей энергоёмкости и металлоёмкости оборудования путём многократного уменьшения величины захвата выемочной машины и длины лавы комплекса при соответствующем увеличении скоростей подачи машины и крепления лавы.

4. Снижение удельной трудоёмкости монтажно-демонтажных и проходческих работ при эксплуатации комплексов обеспечивается использованием самомонтажных секций крепи и поворота преимущественно проходческо-очистного комплекса в конце столба или перед геологическим нарушением путём применения секционного углового конвейера, изгибающегося в зоне сопряжения лавы со штреком, при этом величина трудоёмкости монтажно-демонтажных работ находится в прямой зависимости от длины фронта и угла разворота угледобывающего комплекса.

5. Повышение коэффициента использования машинного времени, эксплуатационной надёжности оборудования и уровня эксплуатационной технологичности механизированной крепи комплекса может быть осуществлено за счёт перехода на отработку угольных столбов в неблагоприятных- и сложных условиях комплексами для коротких лав.

6. Способ повышения эффективности процесса отсоса газообразных продуктов подземного сжигания угля обеспечивается путём импульсного использования энергии вентилятора-дымососа ■ высокого давления и постоянно действующей высокотемпературной депрессии подземного теплогазогенератора, приводящей к интенсивной естественной тяге при росте температурного градиента газа, причём режим импульсного воздействия энергии вентилятора осуществляется с ограниченными по времени периодами.

7. Способ повышения использования тепловой энергии при сжигании оставшихся запасов угля и 'эффективности работы утилизирующего теплотехнического оборудования при оптимальной высоте огневой выработки может быть осуществлен снижением удельных тепловых потерь в окружающий массив подземного теплогазогенератора за счёт увеличения скорости перемещения и

температуры огнезого забоя, величина которых определяется физическим и математическим моделированием процесса, основанным на изменениях критерия подобия для процесса конвективного теплообмена.

Новизна работы заключается в: разработке концегпуального подхода при создании средств и способов извлечения, переработки и использования угля в подземных условиях по комбинированной технологии отработки угольных пластов с целью повышения уровня полноты извлечения их запасов; разработке метода эксергетической оценки технических средств и технологических процессов, позволяющего объективно определять их коэффициент полезного действия и потенциальные возможности на стадии исследования, а также оценить эффективность работы угольного предприятия не по валовому количеству добываемого топлива, а по количеству энергии, содержащейся в добытом угле; разработке направлений создания средств комплексной мехашсации для выемки угля короткими лавами и подземного сжигания угля, позволяющих снизить величину технологических и эксплуатационных потерь угля на некондиционных и ограниченных по размерам участках шахтного поля; установлении закономерности снижения тепловых потерь в окружающую среду при возрастании температур и скорости перемещения огневого забоя по технологии подземного сжигания угля.

Научное значение работы состоит в развитии: направления создания новых горных машин и очистных механизированных комплексов с высоким техническим уровнем, обеспечивающих заданную степень механизации производственных процессов; направлений, сочетающих традиционную технологию выемки угля с нетрадиционным извлечением угля из пологих и наклонных пластов средней мощности; нового'направления "моделирования процесса тепломассообмена применительно к вмещающим породам, учитывающего критерий подобия для процесса конвективного тепломассообмена при реализации технологии подземного сжигания угля.

Практическое значение работы заключается в обосновании и разработке исходных требований и технических заданий на создание: быстроходных выемочных машин, нечелноковых узкозахватных угледобывающих комбайнов различных модификаций, Челноковых очистных комбайнов; очистных комплексов для длинных лав; комплексов для коротких лав; оборудования для сооружения промышленного участка подземного сжигания оставшийся в недрах запасов угля для получения тепловой энергия по технологии подземного сжигания угля.

Реализация выводов и рекомендаций работы заключается в их использовании при разработке: комбайнов типа КУ60 и АТ;

комплексов типа ЗОКП, ОКП70 и ОКС2 (институтом МОСБАССПШРОГОРМАШ); бурового станка, типа СБК (П1ШУИ); котлов-утилизаторов модульного типа для подземного и наземного размещения; проекта оборудования экспериментального участка «Острый» по опробованию технологии «Углегаз» ПО «Селидовуголь» и типовых решений для составления проекта подземного сжигания оставленных в недрах запасов угля с получением тешювой энергии для бытовых и производственных нужд (МГИ и корпорацией «Уголь России»); комплекса проходческо-очистного оборудования типа КПО (МГИ); быстроходной выемочной машины типа БВМ для комплекса 2КМКЛ (МГГУ и ПНИУИ).

Достоверность п обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются: удовлетворительной сходимостью результатов аналитических, и лабораторных исследований с фактическими параметрами'. горных машин и технологических процессов в производственных условиях; статистически обоснованным объемом выполненных измерений и наблюдений на стендах . и в шахтах; положительными результатами приемочных* испытаний опытных образцов очистного и теплотехнического оборудования, их внедрением и высокой эффективностью применения в условиях, соответствующих эксплуатационно-техническим показателям.

Апробация работы. Основные материалы диссертации докладывались и получили одобрение: на секции «Комплексная механизация и автоматизация»' ЦП Общества горных инженеров и ИПК РФ (встрече специалистов по вопросу «Проблемы развития научно-технического прогресса подземного способа добычи угля» 26 -29 мая 1992 г., г. Москва); на международной научно-практической конференции «Совершенствование конструкций, технологии изготовления и эксплуатации горного оборудования и средств автоматизации» (19-23 октября 1992 г., г. Москва); на техническом совещании ГПКТИ ПТМ (в 1992 г.); на секции НТС Миннауки РФ (10 - 11 ноября 1992 г.); на межкафедральном семинаре факультета ГЭМ и ФТ МГИ 19 февраля 1993'г.; на совете ПНИУИ (в 1993 г.); на международной конференции (16 сентября 1993 г. в г. .Гливице, Польша); на научно-практическом семинаре с международным, участием (11 - 15 октября 1993 г., г. Москва); в ИГД им. Скочинского (19 ноября 1992 г.); на международном семинаре по ресурсосбережению (МГГУ, январь 1994 г., г. Москва) и на международной конференции «Горная техника на пороге XXI века» (октябрь 1995 г., г. Москва), на семинаре «Неделя горняка 2000».

Публикации. По теме диссертации опубликовано 58 работ, го которых 16 авторских свидетельств и патентов. *

Объём п структура работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав и заключения; содержит приложения и список использованных источников.

Автор выражает глубокую благодарность сотрудникам МГТУ, КУЗНИУИ, Гипроуглемаш, Гипроуглегормаш, АО КРАНГОРМАШ и ПНИУИ, АО МЭЗ, УМЗ им. И.И. Федунца, ИГД им. A.A. Скочинского, ПО «Тулауголь», ПО «Селидовуголь», ПО «Киселевскуголь» и других организаций за помощь, оказанную при создании, внедрении и проведении испытаний очистных комбайнов и оборудования угледобывающих и теплотехнических комплексов. В диссертации даются ссылки на источники, написанные совместно с другими авторами; с которыми проводились исследования. При этом вклад автора состоит в разработке концепции решения проблемы. .

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Существенный вклад в решение разрабатываемой комплексной проблемы внесли: В.Ж. Арене, A.C. Бурчаков, Г.Г. Буров, В.А. Бреннер, Ю.Ф. Васючков, М.И. Верзилов, А.И. Ворогов, JI.H. Гапанович, В.Н. Гетопанов, Н.К. Гринько, В.И. Глузберг, Б.И. Грицаюк, М.С. Гудилин, В.А. Дьяков, A.B. Докукин, А.П. Дмитриев, Ю.В. Казанский, Л.И. Кантович, Н.Г. Картавый, С.Х. Клоршсьян, А.Б. Ковальчук, Ю.Д. Красников, И.С. Крашкин, Е.В. Крейнин, Ю.Н. Кузнецов, Б.И. Лактионов, Н.И. Макаров, A.C. Малкин, Ю.Н. Малышев, A.B. Мозжухин, B.C. Момчилов, О.В. Михеев, Б.К. Мышляев, В.И. Морозов, Г.В. Орлов, Й.Л. Пастоев, В.А. Потапенко, В.Д. Потапов, С.Ф. Попов, П.П. Пронин, Е.З, Позин, Л.А. Пучков, Я.М. Радкевич, М.Б. Раушенбах, В.М. Рачек, В .В. Ржевский, И.М. Салтыков, Г.И. Селиванов, Л.А. Серов, Г.И. Солод, В.В. Старичнев, A.B. Топчиев, В.П. Трубников, К.З. Ушаков, Ю.Л. Худин, Э.Г. Щелухин, М.И. Шадов, В.И. Щуцкий, Г.А. Янченко, С.А. Ярунин и др., работы которых явились исходной базой при проведении настоящих исследований, разработке способов и средств интенсификации извлечения угля.

В работе нашли отражение многолетние труды автора как в области исследования, так и в, области конструирования, изготовления и внедрения горных машин,, разработок безотходных технологий, позволившие снабдить отечественную угольную промышленность наиболее прогрессивными средствами механизации процессов добычи и транспортирования полезных ископаемых, а также создать научный задел для разработки средств нового технического уровня, обеспечивающих эффективную работу шахт и горно-энергетических предприятий, использующих нетрадиционные технологии (табл. 1).

В работе установлено, что резервы повышения тех-.'.псо-экономичсскнх показателей шахт, использующих угледобывающие комплексы, заключаются в ■ совершенствовании их • конструкций и технологически оптимальной увязке ■ с горно-геологическими условиями и с другим оборудованием, участвующим в производственном процессе. Предпосылкой вскрытия этих резервов-являются исследование и научно-обоснованный выбор параметров выемочных и транспортирующих машин. Настоящие исследования направлены на дальнейшее совершенствование машин комплексов, применяемых в пределах очистного участка для разработки пластов средней мощности с обеспечением экономических показателей по снижению энергопотребления, металлоемкости и трудовых затрат [8 -14]. ■ :

В настоящей работе показано, что эффективность предприятия (шахты или горно-энергетического комплекса) достигается за счет последовательного проведения комплексных производственны:-: процессов и может быть оценена, в т.ч. на стадии его технико-экономического обоснования, объективными показателями: коэффициентами полноты извлечения и использования угля, а также энергетическим или зксергетическим КПД, приведенным в табл. 2 [7, 37,39]. '

Объективным показателем комплексной оценки предприятия может быть обобщенный коэффициент использования полезного ископаемого данного месторождения:

КИ-&=Кг-КгКг~Ки' 0)

П=1

где К\ — коэффициент геологический полноты извлечения разведанных и пригодных к эксплуатации ресурсов угольного месторождения, отведенных для данного предприятия;

К2 — коэффициент полноты технологического извлечения угля при данном уровне технологии и техники угледобычи на шахте;

К3 — коэффициент технического использования угля при его преобразовании в тепловую и электрическую энергию при данном уровне технологии и техники тепловых и электрических станций;

п — число учитываемых показателей (в т.ч. потерь при транспортировке, хранении угля и др.).

Таблица 1

Перечень технических средств и способов интенсификации процессов горного производства

Наименование разработки Тип аналога Тип разработки Эффект, тыс.руб/год *) Технические особенности разработок Участие автора в разработке

1 2 3 . 4 5

Станок для сооружения скважин УКС-30 СКБ 120 Увеличение скорости бурения в 1,5 • 2,0 раза' Руководитель работы

Устройство для сооружения печей для технологии ПСУ ГМДЦ ГРС-1 20 Снижение энергозатрат в 2,0 раза Руководитель работы

Оборудование для обработки скважин КОС (наливом кислоты) ОКВС, ЛОС (под давлением кислоты и газов) 5 —10 на одну скважину Повышение дебита в 3 -12 раз • Руководитель работы -

Узкозахватный комбайн БОМ-2м (цепной) КУ-60 (барабанно-цепной) Повышение производительности в 2.0 раза Рухсгсдитсяь и исполнитель работы

Узкозахватный комбайн (шнсксвый) КШ1 АТ1-К 244 Обеспечение безнкшзаой, чепноксвой работы Руководитель рсСоты

Уэкозахэатмый комбайн (двуздеигательиый) КШЗ ATI-»Л 1.76 Обеспечение кинематической сгязи лризодоа (электродЕмгателей) Руководитель работы

Исполнительный орган агрегатов типа СА. Ф1. комплекса 2КМКЛ Струговый (статический) БВМ (активный) 285 Использование отжима угля и сверхузкого захвата ■ Соруховодитель работы

Средства комплексной механизации 1-го уровня Щит "Мосбасс" с "ДУ" Комплекс ОМК с КУ-60 134 Обеспечение механизации процессов до 70% Соисполнитель работы

Средства комплексной механизации 11-го уровня КМ31 с К58 ЗОКП с АТ1 44 Обеспечение механизации процессов до 80% Соруководи-тель работы

Средства комплексной механизации 111-го уровня ОКМТсКШ1Г 0КП70 с ATI К 388 Обеспечение механизации процессов до 85% Сорукоаоди-тель работы

Средства комплексной механизации 1\/-го уровня КМ37 с РКУ-13 и 5ПП-4.5А Проходческо* ' очистной комплекс 2КЛО 602 Совмещение проходки и. очистных работ Руководитель работы

Средства комплексной механизации \Лго уровня Комплекс ОКС2 Комплекс ЗКПО 400 Обеспечение механизации процессов до 100% Руководитель работы

Способ выдачи газов при сжигании угля ПГУ- нагнетательный ПСУ- комбинированный 100 (на 10 скважин) Импульсное ислользозаниэ дымососа Соруководи-тель работы

Способ утилизации газов ПГУ- отсутствует ПСУ- комплексный 2620 (предприятия с ПТЭК, О ч 90 тыс.нмэ/ч) Руководитель работы

Средства для переработки угольного сырья и отходов известняка СМД-26 и СМД-27 Комплекс КПП 200 (Переналадха режимов для различных продуктов) Руководитель работы

*) При соотношении цен 1986 г.

Анализ показывает, что коэффициент использоваши угля совремейных предприятий очень низок и не превышает 0,08 (8 %). При этом большие резервы кроются в повышении второго коэффициента (К2) путем применения более совершенных технологий и техники извлечения угля. В работе установлено, что при повышении К2 до 0,9, Кц равен 0,16.

Коэффициент полноты извлечения угля, учитывающий эксплуатационные потери в пределах лавы, можно увеличить за счет его составляющих показателей:

КЭ=й=КгКЭ2К"--К1' (2)

/71 = 1

где т — количество учитываемых показателей, в т.ч.

лр - ——- — коэффициент полноты извлечен; и угля по (3) Н

мощности пласта,

где Н — мощность пласта разрабатываемого месторождения;

И — мощность пачки угля, оставляемой после выемки угля машиной или агрегатом;

Кг 11 Кз — коэффициенты потерь (непогруженного и просыпавшегося угля), 1 £—/

}(4 = —--коэффициент полноты выемки угля по длине (4)

лавы или забоя,

где Ь —длина забоя;

1 — необрабатываемая часть лавы (ниша) или межлавного

целика.

Оценка эффективности использования энергии угля на горноэнергетическом предприятии может быть произведена на основании энергетического баланса, который основан на применении 1-го закона термодинамики (сохранения энергии), отражающего лишь количественную сторону тепловых процессов в используемом оборудовании, а также на основании эксергетического баланса, учитывающего количественные и качественные различия располагаемых энергоресурсов и необратимости реальных рабочих процессов на основании совместного использования 1-го и Н-го законов термодинамики.

Выражение энергетического КПД простого предприятия в этом случае имеет вид:

_ ¿¿-ф -О Г ^^

ют

где (2ф и — физическое и химическое тепло газа, получаемое при подземном сжигании угля;

()ф и Qyx — физическое или химическое тепло газифицируе-мого и сжигаемого под землей угля (ПГУ или ПСУ) ;

()ф — физическое тепло окислителя (воздуха), подаваемого в подземный теплогазогенератор (ПТГТ);

Q3am — энергия, затраченная на испарение воды и нагрев золы и окружающих пород за счет конвективного теплообмена. .

Установлено, что для ПГУ r¡3 = 0,2 - 0,5 и для ПСУ r¡3 = 0,14 - 0,40.

Выражение эксергетического КПД комбинированного предприятия имеет вид:

' __Еэк.пмр._ '

т]эк =-, (Ь)

Еж.у. Ещ.п. Езат. Езат.мат. где Еж.у.= еу • т , кДж/с — располагаемая (технически (7)

пригодная) энергия угля, при этом т — расход угля, кг/с; еу = — удельная эксергия угля, кДж/кг;

Ет.п. - Ез.о. + Ем у.+ Еп.с. — эксергия тепловых потерь . (8) (в зольном остатке, в окружающем массиве ПТГТ и по пути следования газа-теплоносителя);

Езат ~ + Е'даб+Eóocm + Ёвыр + Ееър + Е$0т + + Е&р.п.> (9)

— эксергия затрат на добычу угля, метана, газа-теплоносителя, выработку тепловой и электрической энергии; эксергия потерь угля при транспортировке;

Еж.п.пр. = Еэк. + Еэк. + Еэк3' + Езк. + Егэк фж-+ Еэкл.т. > (Ю)

— эксергия полезных продуктов в виде отгруженного и отпущенного угля и метана и часпгчно переработанных- в тепловую или электрическую энергию, а также эксергия физического и химического тепла газа-теплоносителя.

Потери энергии в зоне ПТГГ вследствие теплообмена с окружающим массивом можно приближённо определить по общеизвестной формуле:

EM.y = QoAl-To/Tn.c), ' (Н)

гДе Qoc— суммарный отвод теплоты в окружающую вреду,

принимаемый "из энергетического баланса, кДж/с; Го—.температура окружающей среды, К; Тп.с. — средняя термодинамическая температура продуктов сгорания, К.

Затраты электроэнергии и теплоэнергии' (ЕЦт., E™ám.) на собственные нужды предприятия, а также на исходные материаль; Езатмшп. являются вполне определёнными для каждого предприятия i зависимости от технологического процесса и объема производства.

Для оценки эксергетических показателей предприятий с разным! способами извлечения и использования топлива, но в одних и тех же

условиях месторождения, произведен расчет, результаты которого приведены в табл. 2.

Из него следует, что наиболее общим и объективным показателем оценки работы горно-энергетического комплексного предприятия является полнота извлечения и использования • угля как энергоносителя, а критерием оценки — эксергетический КПД Конечным результатом предприятия является ' количество вырабатываемой энергии.

Аналогично можно подсчитать и эксергётические КПД горных машин.

Так, эксергетический КПД выемочной машины определяется из следующей формулы:

' 77ЛУ

ВМ . £ж_ .

'/эк „му . ^эзвм , т-мзвм '

Лж^Иэ/с т&эк

где

. зксергия добытого угля;

л <гу

£эк - зксергия угля в массиве;

Еэк^ ' Э1ССеРгия энергетических затрат при выемке угля;

" эксерпхя материальных затрат при изготовлении и эксплуатации выемочной машины.

Эксергетический КПД данного конвейра определяется по следующей формуле:

ъ

где

г-трУ

М- Еж

Е1 -.ЛМ р

С'Ж С, эк т -С ЭА'

- эксергия транспортируемого угля, с учетом просыпания; Еж01 ~ эксергия энергетических затрат при транспортировке угля; - эксергия материальных затрат при изготовлешш и эксплуатации конвейра.

Эксергетический КПД лавной крепи определяется по следующей формуле:

г.СКр

кр __Д э.У_

'/эк гжкР зкр „мзкр ' &эк * £>ж &эк

где •

£СЭУКР - эксергия рабочего сопротивления крепи;

ЕэкКр ~ эксергия максимального сопротивления крепи;

И

Таблица 2

Основные показатели эффективности "оборудования горно-энергетических предприятий

Средства извлечения и использования угля с а"н= 15.2МДЖ/Н-(3600 Ккап/кг) Средства для шахтной добычи угля длинными лавами (ШДУ) и последующего окигания его на ГРЭС Средства для подземной газификации угля (ПГУ) и последующего сжигания газа на ГРЭС Средства для комплексного извлечения и использования угля и теплознергии по комбинированной технологии (КИУ) на месте разработки

Располагаемая зксергия топлива. 103х ГДж/год (1 млн,т. угля) 16426

Коэффициент полноты технологического извлечения угля, К2 0,5 0,6 0,5 — 0,8 0.9 —

Эксергия извлечённого топлива (газа), 10^хГДк/год 7380* 9155 8213 13140 13822

Сумма эксергии, вырабатываемых Электра- и теллоэнергии, 103 х ГДж/год 2700 ♦ 1200 = 3960 4920 1624 + 754 = 2378 5256 + 2440 = 7696 5256 + 2440 + 604 « 8300

Эксергетический показатель, ПЭк.*— ГД*Л"Дж 33 49 37 2.6 3.7 40/59 64

Эксергетичесхий КПД Г/ж. % 16,5** 24 .30 9,5 ' 14 32/46 50

* С учетом потерь угля при его транспортировке (7%) и прг хранении и ухудшении качества (3%).

** В числителе — без утилизации тепла; в знаменателе — < утилизацией тепла.

*** С учетом утечек газа в количестве 15%. ■ **** За счет сжигания 10% угля под землей. • ***** Отношение полученной эксергии к затраченной на в! производство.

1 о

Еж ~ эксерпш энергетических затрат крепи;

ЕэкКр ' эксергия материальных затрат при изготовлении и эксплуатации крепи.

При анализе трех методов извлечения угля ПГУ (подземная газификация угля), ШДУ (шахтная добыча угля) и КИУ (комбинированная технология извлечения угля) с учетом утилизации тепла исходящих газов установлено, что эксергетический КПД этих методов составляет соответственно 14, 24 и 50 %, причем наивысшее значение имеет комбинированная технология извлечения и использования угля. Современные средства ШДУ и ГРЭС не позволяют поднять эксергетический КПД выше 30 %.

При необходимости эффективность процесса можно определить, оценив его химический КПД по известной формуле:

v^QUQI»,.' 02)

гДе Qlm — химическая теплота получаемого газа,

Qyxm — химическая теплота сжигаемого угля.

Установлено, что для ПГУ jjx - 0,4 - 0,7 и-для ПСУ ijx = 0,2 - 0,3.

Таким образом, вышеприведенный анализ показывает, что экономическая эффективность предприятия зависит от полноты извлечения и использования угля при комплексной его переработке.

Основой реализации идеи создания безотходной технологии извлечения подготовленных запасов угля и заключенной в них энергии является концептуально новый подход к шахте, как горному предприятию, разрабатывающему энергетические угли и производящему ■ в виде конечного продукта не только уголь, но и тепловую и электрическую энергии.

При этом повышение уровня извлечения угля из недр обеспечивается применением комбинированной технологии, отработки угольных пластов, в основу которой должны быть положены экономически выгодные производственные процессы и объемы применения различных видов комплексных технических средств, имеющих определенные параметры в конкретных горнотехнических условиях. Так, комбшпфованная технология отработки угольных пластов мощностью 1,2 - 2,5 м с углами падения до 35° заключается в последовательном использовании угледобывающих комплексов для длинных лав в благоприятных условиях по данным ВНИМИ в 158 забоях РФ в. 2000 году, проходческо-очистных комплексов для коротких лав в 93 забоях в неблагоприятных условиях и комплексов теплотехнического оборудования для подземной газификации и сжигания оставшихся запасов угля в 102 забоях в сложных горно-геологических условиях.

п

Данная технология позволяет резко увеличить топливно-энергетические ресурсы за счет вовлечения в разработку: забалансовых запасов угля, оставленных в недрах законсервированных шахт; некондиционных ' запасов эксплуатируемых шахт, запасов в шахтных околоппрековых и околоствольных целиках; кондиционных, но законсервированных запасов по техническим и экономическим факторам, запасов многих небольших изолированных месторождений, непригодных для традиционной шахтной разработки [14]. В основу создания технических средств для комбинированной технологии положен предложенный и разработанный новый концептуальный подход к формированию и проектированию комплексных' механических систем, обеспечивающих интенсифицикацию добычи и использования угля в подземных условиях и повышающих уровень (коэффициент) полноты, извлечения его запасов с 0,5 - 0,6 до 0,8 - 0,9. Эти системы • охватывают процессы подготовки, извлечения, транспортирования, переработки угля и использования продуктов его ' подземного сжигания.

Основой создания системы оборудования для разработки угольных пластов средней мощности на первой стадии длинными лавами были результаты исследований отдельных выемочных машин и угледобывающих комплексов.

На первом этапе созданы нечелноковые барабанно-цепные комбайны типа КУ-60 и его шнековые модификации КУ-60Ш, 1КУ-60К, 1КУ-60М, сыгравшие положительную роль в развитии комплексной механизации очистных забоев на пологих пластах средней мощности (табл. 1) [1 и 5].

На втором этапе созданы челноковые комбайны симметричной компоновки типа АТ. Промышленные образцы комбайнов типа АТ-1, АТ-1К и АТ-1Н, разработанные для условий со сопротивляемостью угля резанию до 240 Н/м, 'ликвидировали недостатки серийных комбайнов типа КУ-60 и КШ-1. Опыт конструирования и эксплуатации комбайнов типа АТ, их электродвигателей типа ЭКВ-. АТ, использован специалистами при создании таких современных угольных комбайнов, как К-120, ГШ-68, КШЭ и РКУ. Конструкция комбайнов типа АТ обеспечила наиболее полную безнишевую выемку угля на концах лавы и межлавных целиков, а также наиболее полную выемку угля по мощности пласта за счет расположения исполнительных органов по концам корпуса машины, их регулирования по высоте, осуществления крена корпусу машины на завал или забой, высокие энергетические показатели (рис. 1).

Экономический эффект от внедрения в составе комплексов ОМКТ 260 комбайнов типа КУ-60 и АТ составил около 35,3 млн. руб.

1 л

Позднее были исследованы конструкции современных' угледобывающих машин, тенденции их развития и совершенствования. Анализ [5 - 7] показывает, что за последние 20 лет при создании очистных комбайнов их энерговооруженность повысилась в 2,0 - 2,5 раза, а используется она только на 30 - 50 %.

Исследования показали, что, несмотря на большие достижения в области создания очистных комбайнов, серийно выпускаемые машины имеют целый ряд недостатков, сдерживак>1йих полноту извлечения угля добывающими комплексами: отсутствие четкой увязки конструктивных параметров с параметрами других забойных машин; неполная обработка забоя на сопряжениях лавы со штреками и межлавного целика; недостаточно ' полно используется установленная мощность электродвигателей, особенно двухдвигательного привода.

Для эффективного использования установленной мощности за счет выравнивания нагрузки. между электродвигателями

двухдвигательного привода угольного комбайна с двумя исполнительными органами была предложена электромапштная муфта скольжения (ЭМС). В основу перераспределения нагрузки-между электродвигателями посредством ЭМС положена зависимость скольжения приводных электродвигателей от нагрузки на исполнительных органах комбайна. При этом совместно с Л.А. Серовым было установлено, что электродвигатель, воспринимающий меньшую нагрузку, развивает большие обороты и через ЭМС воспринимает часть нагрузки от электродвигателя с меньшими оборотами. При выравнивании нагрузки между приводами мощность, передаваемая муфтой, оказалась равной половине разности нагрузок приводных электродвигателей двухдвигательного очистного комбайна [2,3]. При этом установлено, что коэффициент использования мощности электропривода можно поднять с 0-6 (КШЗ) до 0,8 (АТ1М).

В работе доказано, что установленную мощность очистного комбайна и, следовательно, его массу можно уменьшить на 40-45 %, выгодно использовав горное явление в виде отжима угля в забое, проявляющегося периодически при зависании основной кровли, а также искусственно создаваемую трещиноватость угольного массива при его предварительном ослаблении одним из известных способов, обеспечивающих снижение энергоёмкости разрушения угля в два раза [5]. '

Результаты экспериментов, проведенных Э.Г. Щелухиным, подтвердили ранее разработанные автором рекомендации по снижению энергоемкости процесса разрушения угля (на 35 - 40 %) и позволили приступить к созданию менее энерговооруженных и высокоскоростных выемочных машин с малым захватом типа БВМ, включающих отбойный орган в пределах неподвижной части корпуса

[1, 5-8, 41, 42], на основании того, что суммарную расчетную мощность электродвигателя быстроходной облегченной машины (БВМ), расходуемую только на резание угля (Рр) и перемещение машины (Д), можно уменьшить за счет использования известных

закономерностей снижения: сопротивления угля резанию (а) на величину коэффициента отжима угля (Кот) под действием горного давления и тяговых усилий (7) с увеличением скорости подачи. Мощность «/>» при создании искусственной трещиноватости угольного массива в краевой части забоя и его ослаблении управлением сопротивления лавной крепи (по методу ИГД им. А.А. Скочинского) или невзрывными разрушающими средствами (по методу МГИ), характеризующейся коэффициентом ослабления забоя (Ког), можно выразить известными формулами (на примере вязких и хрупких углей марки «Г»): Р =Рр + Рп + Рпу =

__Ko3-Zp-np'Vp t ^•[G(sma + /.cosa)4-r-X'J-v. ^ .

1020-Л 60-1020-77

'p.p. tp.\

гдеК = 1,3 - 1,5; К0з= 0,5 - 0,8 яКот= 0,28 - 0,48 (по ЯцкихВ.Г.);

Лр.р. и Tjp.n. — КПД редукторов; пр — количество резцов; рпу—

мощность, расходуемая на погрузку угля (для БВМ Рпу ~ 0): Zp = Zf3 = 0,95 • А ■ Кот ■ Sep + 3 • А ■ Кот -130, Н или zp = 0,6-A-Kom-S<p + 3-A-Kom + 250,}i

— известные эмшфические значения средней силы резашм на одном резце соответственно для вязких и хрупких углей; В/Н-С B/H+d

__(по Позину Е.З.),

где Кот = 0,25 - 0,5; С= 0,05 - 0,1 и ¿=0,8 -1,0. Анализ формул (13) и (14) показывает, что определяющими параметрами при создании БВМ являются ширина захвата (В) и скорость подачи (v„), расчетная величина последней проверяется следующим выражением на основе максимальной теоретической, производительности (Qm) машины:

vn = ———, м/мин, где — объёмная масса угля, т/м3. у-В-Н

При Qm= 10т/мин,В = 0,21 м и Н = Д = 1,2м, v„ = 30м/\шн. С учетом таких факторов, как: установленная мощность электродвигателя исполнительного органа, сопротивляемость угля резанию в неотжатой части забоя, коэффициентЪтжима угля, сечение стружки, скорость подачи и диаметр исполнительного органа,

Кот-Кот+„~-7 —коэффициент отжима угля (14)

величина захвата должна проверяться по следующим формулам, соответственно для вязких и хрупких углей:

6>12-Рэд/Зср-Прр.

В =—-,-=---- -г—~—, м или (15)

Пр[0,95- А-Кот-Бср + Ъ-Л -Кот-т)В-чп

6Д2-РэА-8 ср'Пр.р.

В =—-=-=——-г-,м (16)

Пр\0,6 • А ■ кот ■ 8Ср + 3 • А ■ Кот + 250Ш-у„

Величина захвата (В) в данном случае принимается по конструктивным соображениям, например, 1/3 от величины шага крепи и с учетом отжима угля в. краевой части забоя, который явно выражен на глубине 150 - 170 мм.

Подставляя в (13) соответствующие значения, получим величины расчетной мощности электродвигателя Рэд. для БВМ, которые при

А =240 Н/м равны, с учетом Кат и Кт, соответственно для вязких и, хрупких углей, 200 и 120 кВт (при у„ = 12м/мин и Т = 150000 Н), что в 2 раза меньше энерговооруженности современных комбайнов данного типоразмера.

Установленную мощность электродвигателя обычно принимают на 20 - 30 % выше расчетной. Однако расчетная мощность электродвигателя может быть снижена путем совершенствования исполнительного органа и опорных элементов йашины, например, за счет применения клиновых скалывателей, снижающих силу Т, а также за счет применения регулируемых электроприводов режущей и подающей частей, что приводит к снижению энергоёмкости с 0,4 до 0,2 кВт'ч/т.

Таким образом, машины типа БВМ, включающие один исполнительный орган, регулируемый по высоте, и сочетающие преимущества струговых установок и угледобывающих комбайнов, позволяют расширить область применения очистных комплексов и фронтальных агрегатов и существенно снизить энергоемкость и металлоемкость очистного оборудования, а также свести до минимума потери угля при его выемке.

Исследования и разработка механизированных комплексов для традиционного способа выемки угля длинными лавами (>75м), выполненные автором при непосредственном, его участии, были проведены в три этапа [4 - 7, 14,40].

На первом этапе были исследованы такие механизированные комплексы, как ОМКТ, ОМКТм, ОКП и ОКП70.

Несмотря на то, что техническая характеристика комплексов ОМКТ и ОКП имела ограниченную область применения (углы падения пласта не более 8 - 12°), в качестве эксперимента они использовались на пластах с углами падения до 25 - 27° при работе по

простиранию. Исследования в этих условиях показали, что для эффективного использования комплексов в данных условиях необходимо было выполнить ряд принципиальных требований к их конструктивному исполнению [4].

Следующей стадией этой работы было создание третьего типоразмера комплекса (ЗОКП) для использования его на пластах с вынимаемой мощностью до 3,5 м и углом падения до 20°. Базой для его создания явился опыт эксплуатации комплексов типа ОМКТ и ОКП на пластах с углами более 15-18°, где было выявлено сползание хвостовых частей оснований секций крепи, как результат работы по простиранию пласта. При подштыбовке конвейера «носки» оснований теряли боковой контакт с его лыжей и при сползании хвостовой части основания «носки» основания крепи попадали под лыжи конвейера, т.е. происходил так называемый процесс «залыживания» Для устранения этого явления' • в крепи комплекса ЗОКП были предусмотрены буферные устройства на задней части оснований секций крепи. Для уменьшения влияния последствий образования куполов - в кровле (в пространстве перед козырьками крепи) в" конструкции крепи комплексов ЗОКП были применены устройства для удержания забоя от обрушения угля [9]. Комплексы ЗОКП работали в Караганде и Кузбассе. Опыт эксплуатации крепей комплексов ОМК-ОКП был использован при создании крепей нового технического уровня - типа ОКП70, обеспечивающих снижение трудоемкости монтажа и демонтажа на 18 - 23 % [9-12].

При этом с улучшением эксплуатационных параметров комплекса были повышены надежность, долговечность, ремонтопригодность машин и механизмов комплекса путем усиления конструкции крепи, повышения износоустойчивости рештаков конвейера, его направляющих для опоры комбайна, повышения запаса прочности цилиндра гидростойки секции крепи и- замковых соединений конвейера, повышения ресурса работы элементов гидросистемы, введения устройств для самрмонтажа [12.]. Работы по улучшению конструктивных, технологических и. эксплуатационных показателей отдельных машин позволили сотрудникам ГПКТИ ПТМ и УМЗ им. И.И. Федунца создать очистной механизированный комплекс нескольких типоразмеров с высоким техническим уровнем для-вынимаемой мощности от 1,6 до 4,0м (40КП70Б, 10КП70, 20КП70, ЗОКП70Б). С 1979 по 2000 год было изготовлено более 600 .таких комплексов для работы в длинных лавах.

.На конец. 1992 года число забоев, оборудованных комплексами типа 01СП70 и ОКП, составило 128 единиц, обеспечивающих нагрузку соответственно 1001 и 416 т/сут. Добыча угля за этот год указанными комплексами составила 39,3 млн.т/год или 33,7% от общей добычи в РФ подземным способом.

На втором этапе были исследованы направления создания комплексов для коротких лав, обеспечивающих снижение энергопотребления и металлоемкости, повышение надежности применяемых угледобывающих комплексов и уровня извлечения подготовленных запасов угля [5 - 8, 14, 40].

На основе ранее экспериментально полученной д.т.н. Гетопановым В.Н. и Рачеком В.М. зависимости наработки на отказ от длины очистного забоя автором установлено, что при ее увешгчении с 40 до 200 м эксплуатационная надежность угледобывающих комплексов снижается в 4 раза.

При этом применение угледобывающих комплексов в длинных' забоях обуславливает потребность в большом количестве металлоемких секций механизированной крепи, длинных забойных транспортных средств, значительном количестве средств управления и автоматизации комплексов, что ведет к снижению не только их надежности, но и к пропорциональному росту их стоимости [6].

Теоретические исследования автора и результаты испытаний комплексов 20КП70 з коротких лавах шахты «Углегорская» ПО «Сахалинуголь», проведенных Попозым С.Ф., показывают, что в настоящее время технически реально в несколько раз сократить длину очистных забоев, не снижая их производительность, уменьшив при этом металлоемкость и узеличив надежность эксплуатируемых комплексов [5 - 8], а также уровень эксплуатационной технологичности их крепей.

Примером нового оборудования могут быть проходческо-очистные комплексы типа 1КПО и 2КПО, разрабатываемые в- соответствии с ТЭО и ТЗ по предложению автора. Такие комплексы предназначены для доработки пологонаклонных угольных пластов мощностью 1,3 -2,0 и 1,9.- 2,5 м, преимущественно короткими лавами 25-75м, прямым-ходом, с производительностью не менее 750 тонн угля в сутки [14].

В состав комплекса 1КПО входят: быстроходный, сверхузкозахватный челноковый самозарубающийся очистной комбайн с бесцепной системой подачи; проходческий комбайн; передвижной лавный скребковый конвейер; оградительная крепь проходческого комбайна; передвижная лавная крепь; закладочный агрегат; штрековый конвейер, а таюке гидрооборудование, электрооборудование, оборудование подачи воздуха, связи и контроля процессов (рис. 1, а).

В составе комплекса 2КПО проходческий и закладочный комплексы отсутствуют, а вместо линейного лавного конвейера используется угловой изгибающийся скребковый конвейер. Комплекс типа 2КПО в конце выемочного столба может развернуться на 180° и без перемонтажа передвигаться, добывая уголь, в обратном направлении (рис.1 ,б), обойдя нарушения в пласте.

Рис. 1. Схема проходческо-очистных комплексов:

а) - схема комплекса 1КПО;

б) - схема комплекса 2КПО;

в) - схема комплекса ОКС2М;

г) - схема комплекса ЗКЦО (композита)

1 - одношнакозый или двухшнековый комбайн;

2 - механизированная лавная крепь;

3 - лавный конвейер;

4- штрекован'механизированная крепь;

5 - телескопический ленточный конвейер;

6 - зона закладки и полного обрушения;

7 - проходческий комбайн;

8 - штрек в завале; I. - длина лавы;

а - ширина штрека; в - высота штрека; т - мощность пласта

Опыт эксплуатации экспериментальных комплексов тшта ОМК, АК и Щ-57 с длиной лавы 50 м в период начала внедрения комплексной механизации добычи угля в Подмосковном бассейне, а также расчеты показывают, что при создании и внедрении коротких облегченных проходческо-очистных комплексов можно ожидать на 45 - 50 % снижения: энергоемкости разрушения угля; расхода энергии на транспортирование угля; металлоемкости оборудования; снижения уровня потерь на 15 - 20 % и себестоимости добычи угля; сроков окупаемости оборудования;" капитальных затрат на сооружение подготовительных выработок" а также на 50 % повышения уровня надежности и снижения трудоемкости процессов монтажа и демонтажа до 2000 чел. час. на один комплекс [5 - 8, 14,40]. '

Таким образом, одним из направлений решения исследуемой проблемы могут стать разрабатываемые технические, средства и рациональные технологические схемы доработки угольных пластов короткими лавами для сложных горно-геологических условий.

На третьем этапе исследований на основе концептуального подхода было разработано предложение о создании угледобывающих комплексов нового технического уровня [14,.30,-40].

К механизированному комплексу нового уровня предъявляется следующие технические требования: снижение электропотребления; проведение подготовительных проходческих и очистных работ преимущественно по восстанию угольных дластоз, с наибольшем использованием горного давления для отжима вынимаемого угля, а также его массы — для самотечного транспорта вынутого угля; применение самоходного проходческо-очистного комплекса, включающего лавную и безразгрузочную механизированную крепь по всей поддерживаемой длине штрековых выработок и обеспечивающего одновременную укладку рештаков или трубопроводов для самотечного гидравлического или механического транспорта и подачу воздуха; применение конвейерного транспорта' угля вдоль лавы с автоматическим поддержанием оптимального усталостного износа за счет перераспределения нагрузки между натяжным и рабочим приводами; размещение всего энергетического и информационного оборудования, за исключением электродвигателей и технологических датчиков, в электротехнических помещениях на поверхности шахты; применение числового программного управления процессами выемки и транспортирования угля в лаве и горной массы в штрековых выработках, участкового транспорта угля и горной массы и подъема их на поверхность; увеличение коэффициента машинного времени электромеханического оборудования (например, за счет разработки месторождения короткими лавами); увеличение надежности эксплуатируемого оборудования за счет использования

коротких очистных комплексов и повышения ресурса машин за счет качества изготовления и применения прогрессивных материалов.

В работе показано, что основой направления создания таких комплексов может быть опыт применения комплексов типа ОКС-1 и ОКС-2 для технологии совмещенной выемки, разработанной в ПНИУИ, МГГМ и МПИ с участием д.т.н. Ковальчука А.Б.

При совершенствовании комплекса ОКС2 для лучшей увязки машин в работе предложено: лавный линейный конвейер замешпъ угловым скребковым с вынесенным на штрек приводом; тяжелый очистной комбайн заменить облегченной быстроходной выемочной машиной с малым захватом (рис. 1 ,в).

Механизированный проходческо-очистной комплекс {Н = 2,4 - 3,0 м) типа ЗКПО, разрабатываемый автором, ликвидирует недостатки комплекса ОКС2. Это достигается следующим образом (рис. 1, г): штрековые и лавиые секции максимально унифицированы по металлоконструкциям, способу и направлению передзижения (в зоне, проявления неустановившегося горного давления); штрековые секции установлены и передвигаются по всей длине погашаемого и возводимого штреков; секции погашаемого штрека демонтируются в конце штрека (по мере выхода в демонтажную камеру), перевозятся по окружным выработкам и монтируются е монтажной камере возводимого штрека. Отличительной особенностью комплекса ЗКПО является использование выемочных .машин, исключающих изготовление ниш, углового скребкового конвейера, изгибающегося за счет конструкции угловой секции, а также самоукорачивающегося или самоудлиняющегося штрекового конвейера (рис. 1, г).

С целью интенсификации добычи угля > и его сжигания были созданы и исследованы совместно с ПНИУИ эффективные средства комплексного осушения, обеспечивающие подготовку кондиционных и оставшихся запасов угля к извлечению эффективными методами подземной добычи и подземного сжигания угля [15-22].

К ним относятся станки типа СБК для бурения воздухоподающих, газоотводящих, водопонизительных и технических скважин большого диаметра, оборудование для интенсификации водоотдачи вмещающих угли пород типа ОКВС и ПО С .для кислотной и пороховой обработки" скважин (см. табл. 1) [20—23].

Испытания буровой установки типа СБК, сочетающей вращательно-всасывающее бурение с ударным, проходили на шахтах «Березовская» и «Никулинская» ПО «Тулауголь». Результаты исследований показали, что водоносные пески и известняки могут перебуриваться вращательным способом с обратной промывкой скважин. При повышенных частотах вращения ротора скорость бурения увеличивается в 2,0 - 2,5 раза и наиболее полно реализуется установленная мощность привода. Переход с вращательного бурения

прямой промывкой на бурение с обратной промывкой занимал в 2 раза меньше времени, чем переход с ударного бурения на вращательное. Энергопотребление оказалось в 2 раза меньше, чем РТБ [17, 18]. ■

На базе документации станка 1СБК- позднее был разработан автором совместно с ЦНИИподземмаш проект технических требований к средствам бурения шахтных стволов и скважин для. технологии ПСУ.

Применение вышеперечисленных технических средств позволяет предварительно осушить угольный пласт, снизить потери угля в недрах, повысить производительность труда при ведении очистных работ, сократить сроки сдачи в эксплуатацию новых строящихся шахт, а также сроки подготовки запланированных участков к выемке угля нетрадиционным спосооом по технологии 'подземного сжигания угля (ПСУ), разработанной в. МГИ под руководством академика В.В. Ржевского при участии автора. Сырьевой базой для технологии ПСУ являются оставшиеся после традиционной выемки запасы угля в технологических целиках, ¡1а выходах, пластов под наносы, в зонах геологических нарушений, повышенного горного давления, эндогенных пожаров, а также в некондиционных пластах по мощности II качеству. Конечным продуктом при ПСУ является горячая вода -или пар, п на их основе и электроэнергия. Потребителями его служат бытовой, сектор, промышленные предприятия п тепличные хозяйства. Технология ПСУ, основные принципы которой сформулированы д.т.н. Селивановым Г.И. и автором; не требует значительных капитальных вложений, быстро реализуется и окупается, полностью исключает присутствие людей под землей, а также исключает пользование наземными котельными [25 -33].

Исследования показали, что получаемая энергия при подземном сжигании оставшихся запасов угля используется недостаточно из-за отсутствия соответствующих технических средств и управляемых технологических процессов, обеспечивающих высокий эксергетический КПД извлечения угля и утилизации физической и химической энергии газообразных продуктов сжигания угля, получаемых в подземных теплогазогенератсрэх (ПТГТ).

Анализ теплового баланса процесса ПСУ показывает, что потери тепла в окружающий массив могут достигать 30 %. Поэтому возникла необходимость более точной оценки этих потерь в связи с задачей полного использования энергии угля, сжигаемого в ПТГТ.

а)

Ы

Рис.2. Схема огневой выработки и характер изменения тепловых потерь в окружающий массив (стационарного1 процесса):

а) сечение и направление перемещения огневой выработки;

б) кривые зависимости относительных тепловых потерь от критерия РЕ

Математическая модель, разработанная на еслозе сложного теплообмена для ПТ1Т (см. рис. 2), позволяет оценить более адекватно эти потери. При этом сечение огневой выработки можно представить в виде прямоугольника со сторонами Н и В (область б с параметрами газа-теплоносителя). На стенках выработки поддерживается постоянная температура Г, обусловленная' стационарным изотропным процессом горения в ней угля. Почва, кровля и массив перед огневым забоем обладают соответствующими удельной теплопроводностью, плотностью и теплоёмкостью. Область сзади огневой выработки заполнена золой и обрушенной породой, обладающими также соответствующими теллофизическими параметрами. Огневой забой равномерно перемещается в направлении оси ОХ со скоростью V,, соизмеримой со скоростью фильтрации окислителя в • массиве угля. Если длина огневой выработки во много раз больше размеров II и В еа сечения, то делается допущение, что температурное поле вокруг выработки можно считать плоским. Тогда в подвижной системе координат, сопровождающей огневой забой, температурное полз Б вокруг огневой выработки молено считать тсзазистациокарным, которое описывается дифференциальным уравнением (теплопроводности), определяющим равновесное состояние:

д(с-р-() ¿р-1 'дг „

+ д + с р =0 или . (17) дт дх- ду1 ж

д (' дЛ д (. д^

- \)\' С*\' г),-г 2. \

дх

:0 (18)

с граничными условиями для температуры I:

/1?=,° -/I?=ГВ -¡\у=~"/2 -Т И9"1

![>'] <Н ~ 1[_у]<# — I -В<х<0 ~ I -В<х<0 — 1 и?;

где С, р, Л — теплоёмкость, плотность, теплопроводность, т.е. элементарные постоянные функции координат в областях С1 и СП (в массиве и после огневого забоя);

V] • С\ ■ Р\---удельная плотность теплового потока в массиве ■

дх

угля от источника тепла в направлении X вследствие конвекции; дх д(

— и--изменения температуры на единицу длины;

дх ду

д( дг

Х\— и Л\--удельные тепловые потоки вследствие

дх ду

теплопроводности по направлениям Xи 7(по закону Фурье);.

Я]—^ = 0 — для плоского температурного поля; г- время. д 2

Так как значения в скобках уравнения (18) не' что иное, как составляющие плотности теплового потока, то криволинейный интеграл от (18) есть тепловой поток газа при проникновении в массив единичной длины выработки:

*

, *<) ( ^

Пу

(20)

что является уравнением теплового потока (0 в массив поля (5), представляющее сумму элементарных потоков функции (18).

Для удобства дальнейших преобразований уравнения (18) и (19) представим в безразмерных переменных:

_д_ дт}

' ¿П.

ди а1 и Л + и-РЕ--+ V—=- = 0

с-граничными условиями |£ = 0 \4=~Р 177 =0,5

в

и= V

-р <о

=и\77="0-5 =1 <о 1

ч-'/а-

где/? = —, /т, ь-/в

При этом выражение v^•C\•P\• -Р'е

является критерием Пекле.

Область а определяется неравенствами:

¡4 <о ([/7] >0,5'

а область определяется неравенствами:

и <-Р

([7]<0,5-При этом

ди

£>0,

4<о,

ди д

и-рЕ— —=■ + —

^ дч

где у = ?/, Vо) = ~

М

= 0,

С\-Р\

(21)

(22)

(23)

(24)

(25)

(26)

(27)

(28)

Уравнение (20) теплового потока в безразмерных переменных координатах принимает вид:

в^ЛуТ'д(рЕ-/3-Уо-Мо)-,. (29)

где

<7= £ Е

ди | ди

и- Рр-и+ V- + V-Пг,

с15;

(30)

q - безразмерная функция, вычисляемая по контуру «27» прямоугольника в границах:

-^<^<0, [/7]<Л и Л->оо, с18 =рс1(р (при т] = Я и

После интегрирования (30) при РЕ » 1 уравнение приобретает вод безразмерной функции, опуская промежуточные преобразования,, приведённые в [26]:

+ (31)

Уравнение (29) представляет собой тепловой поток в окружающий массив с единицы длины огневой выработки. Количество угля (от), сжигаемого за единицу времени на единице дайны огневого забоя, пропорционально критерию РЕ:

те = Я • VI • Р] = —. (32)

С]

При этом относительные потери тепла можно представить в виде следующей формулы:

% (33)

0. I

СуТ

-У

\Р'Ре

Нь -Ре +

или 3 =----рЕЛОО%, (34).

Яу

где (2у - теплота сгорания угля, Дж/кг; С, - удельная теплоемкость среды, Дж/(кг К); Г - температура, К; Л, - коэффициент теплопроводности, кДж/мКс; V/ — скорость перемещения огневого забоя, м/с.

Согласно уравнению (34) вычислены с помощью ЭВМ возможные относительные потери тепла при различных значениях критерия РЕ и температуры Т на стенках огневсй выработки. Для исследования зависимости 5~/{Ре) были приняты следующие значения

параметров: ду = 30 МДж/кг; С, = 1380 Дж/(кг К), ¡л0= 1, /3= 1 и Т = 860,1000 и 1200°С (587, 727 и 927К).

Из анализа кривых (рис. 2) следует, что увеличение критерия РЕ приводит к снижению относительных потерь, которые асимптотически стремятся к значениям 4-6 % при неограниченном возрастании РЕ. При этом быстрое снижение потерь тепла происходит при увеличении значения РЕ1X0 3 и составляет не более 10%, что в три раза меньше обычно приводимых в литературе тепловых потерь [26].

Теоретические исследования по оценке относительных тепловых потерь из огневой выработки в окружающую среду в зависимости от-температуры и скорости газа и величины критерия Пекле, показавшие значительное снижение потерь при увеличении значений Г, уг и Ре , а также результаты экспериментальных исследований на оригинальной лабораторной установке [27], созданной для изучения процессов горения и сжигания угля в подземных условиях, позволяют

смоделировать геометрию различных подземных

газотешюгенераторов с размещением в них трубных одноразовых котлов-утилизаторов типа УГ, КУТ или КУГ с высокой степенью и быстротой оценки сгоревшей массы угля.

При этом количество угля, сжигаемого на длине канала Ь за время т определится по формуле:

Му = угРх-Н-1-Т=Ре'М'1'Г , (35)

С\

где 1 = 5-¿3-я!16 — поКрейнинуЕ.В. (¿< 20-25м); (36) оптимальное значение Н по формуле:

Н = 1>Е'ЛУ ; 1 (37)

У1-СГР1 скорость движения газа в канале:

р^С^Я) .. .

г 2 рг-В-Н . '

где Рг = Цд • Сг • Яг — число Прандтля; производительность ПТГТ:

по газу - =

Мд-Сг

по теплбэнергии — <з£э = .^.^_2ц ^ дж_ (40)

Исследования показали, что котлы-утилизаторы можно располагать под землей [29], в районе зумпфа ствола, а также в непосредственной близости к земной поверхности (специальные опускные котлы) и на земной поверхности (котлы-утилизаторы серийной или модернизированной конструкции, вырабатывающие тепловую энергию для бытовых и других целей) [33].

В ранее проведенных экспериментальных исследованиях [25] использовались технологические решения и оборудовать, лишь отчасти удовлетворяющие ., требованиям • технологии ПСУ, что отразилось на конечных показателях ее применения. Поэтому для повышения эффективности технологии ПСУ были разработаны нижеследующие способы.

На основе системного подхода разработан и опробован в' производственных условиях способ интенсификации отсоса продуктов ПСУ [27, 30, 31]. При этом создание высокого уровня разрежения в зоне теплогенератора производят вентилятором-дымососом только в период неустановившегося термодинамического процесса розжига угольного пласта, после чего дымосос отключают и переходят на отсос газообразных продуктов. сжигания угля (при

разности плотностей газа,' выбрасываемого в атмосферу, и отсасываемого газа — деиресс:га) дымососом небольшой .или регулируемой мощности, обеспечивающим самоорганизацию, процесса горения и поддержание установившейся направленной тяги за счет дополнительных импульсов энергии. В данном случае имеет место сложная химическая подсистема, в • которой протекают непрерывно химические реакции при поступлении кислорода воздуха и отводе сложных дымовых газов, как продуктов реакции, несущих химическое и физическое тепло. Накопление же в открытой диссипативной термодинамической системе 'активных продуктов реакций и теплоты приводит к автоколебательному самоорганизующемуся, самоподдерживающемуся режиму реакций, то есть к самоорганизации структур системы. Для этого необходимо, чтобы в системе реализовалась обратная связь в виде ускорения реакции под воздействием продукта химического -автокатализа или теплоты, выделяющейся при реакции: в рассматриваемом способе — поддержание подземного горения угля, как способа его извлечения, за счет депрессии и работы регулируемых тягодутьевых маппш (рис. 3), обеспечивающих дополнительный импульс энергии.

Технология ПСУ прошла проверку в 1985 - 1990 годах в условиях экспериментальных участков шахт «Киреевская-3» ПО «Тулауголь», №1 «Острый» ПО «Селцдовуголь» и станции «Подземгаз» ПО «Киселевскуголь». Маневренный режим работы (с включением дымососа только на 4 часа в течение суток), который явился характерным элементом процесса ПСУ, позволил обеспечить высокую стабильность работы подземного теплогазогенератора и заданной температуры извлекаемого газа в течение 25 - 30 часов после остановки дымососа. Экономический эффект от выработки теплоэнергии составил около 100,0 тыс. руб. го расчета на 10 скважин при снижении энергопотребления на 80%.

Еще больший эффект может быть получен от внедрения вышеописанного способа, если управление отсосом продуктов подземного сжигания угля при изменении гидро- и горногеологических условий производить путем совместного отсоса газа дымососом и пульсирующей эжекцией высокоскоростных газовых горелок, создающих дополнительное разряжение в верхней или нижней части продуктивного. ствола или скважины [31]. При этом установлено, что повышение температуры газов на выходе из скважины осуществляется периодическим изменением • частоты вращения электропривода дымососа (ДН-12,5) посредством-преобразования частоты тока ПЧТ-15211. Экспериментальные исследования режимов работы регулируемого электропривода дымососа показали, что можно реально снизить расход электроэнергии в 4 раза.

Рис.3. Изменения температуры исходящих газов (нестационарного процесса):

а) в режиме "дымосос — естественная тяга";

б) в режиме продолжительной работы скважин

Другой путь повышения эффективности оборудования — за счёт выработки электроэнергии и снижения потерь тепла по пути движения газообразных продуктов сгорания и упрощения поверхностного комплекса энергетического _ оборудования путем увеличения температуры газов 111 У в продуктивном стволе. Это достигается тем, что в продуктивный ствол в нижнюю зону теплообменника подают дополнительное количество окислителя и топлива и осуществляют в-нем дожигание горючих компонентов продуктов сгораши, поступающих из подземного теплогазогенератора, причем указанные окислитель и топливо нагревают восходящим потоком продуктов сгорания, а заданные температуру жидкости и теплопроизводигельность теплообменника регулируют изменением температуры подогрева и количества дополнительного окислителя и топлива. Разработанный способ, не предусматривающий на поверхности топочных устройств, ликвидирует недостатки современных систем, состоящих из сложных наземных сетей газопроводов и устройств для сжигания газа, расположенных на значительном расстоянии друг от друга. Расчетный экономический эффект от реализации данного способа на предприятии, производящем около 90 тмс.м"|н.у./ч газа по технологии ПГУ, разработанной при участии Аренса В.Ж., Крешпша Е.В. и других авторов, составляет 2,62 млн..'руб/год [32 - 39]. Схема перспективного ТЭК представлена на рис. 4. '

Экономический эффект горно-энергетического предприятия мощностью 100 МВт, состоящего из горного цеха и электростанции, работающей на месте производства газа подземной газификации, по сравнению с шахтой соответствующей производительности в комплексе с местной районной электростанцией, работающей на угле, составит около 6 млн. руб. в год, величина которого подтверждает народнохозяйственное значение решаемой проблемы [37].

Исследования показали, что задача переработки и дожигания химического тепла продуктов подземного сжигания углей может быть успешно решена путем использования природоохранного комплекса теплоэнергетического оборудования, включающего кроме утилизирующих установок устройства для углеподготовки и сероочистки, работающие на добытом угле и сопутствующем известняке. Указанные установки по выработке тепловой и электрической энергии, по разделению, очистке газа ПСУ (от Б02 с получением гипса) являются основой комплексных горноэнергетических . предприятий, которые ■ кроме теплоэнерпш и электроэнергии могут производить сырье как для собственных нужд, так и быть поставщиком соответствующих продуктов для смежных отраслей, в т.ч. строительных материалов [34 - 36].

22 т т

Рис.4. Схема теплоэнергетического комплекса:

1 - воздухоподающая выработка;

2 - ПТГГ; ,

3 - зумпф;

4 - завихряющий аппарат;

5 - продуктивная выработка;

6 - горизонтальная выработка;

7 - газообразные продукты сгорания;

8 - раструб;

9 - вихревая трубка;

10 - газовая горелка;

11 - статическая линия;

12 - поверхностный контур котла;

13 - испаритель опускного типа;

14 - надшахтный газоприемник;

15 - нагнетатель окислителя ;

16 - нагнетатель топлива;

17 - дымосос;

18 - регулятор выхода газов;

19 - теплоноситель отопительной системы;

20 - теплообменник на тепловых трубах ;

21 - система фильтров твердых частиц и газоочистка;

22 - труба дымовая;

23 • воздух;

24 - теплообменник на тепловых трубах;

25 - обратная вода отопительной системы;

26 - пар (р=45МПа. 1=250°С);

27 - центральный пароперегреватель;

28 - вода;

29 - нагретый воздух;

30 - нагнетатель топлива (метана, угля, мазута);

31 - перегретый пар;

32 - паротурбина;

33 - генератор электроэнергии ;

34 - воздух;

35 - пар теплофикационный (р = 0.2 - 0.4 МПа);

36 - нагнетатель подогретого воздуха импульсный;'

37 - воздух (окислитель)

Таким образом, при переходе от традяциошгой технологии шемхп угля к комбинированной, с использованием нетрадиционного способа подземного сжигания угля ожидается значительный рост-коэффициента подземного извлечения угля и получение значительного экономического эффекта в угольной промышленности.

Направления развития дальнейших работ. В результате комплексных исследований оборудования и процессов горного производства от его подготовки до получения конечного продукта представляется возможность сформулировать основные направления развития дальнейших работ: в области очистных работ —г- приступить к созданию быстроходных выемочных машин, а их исполнешк предусмотреть со • сверхузким захватом; в области очистных механизированных комплексов - предусмотреть быстроходное исполнение крепей для работы в коротких лавах и механизированные крепи на всем протяжешш штреков; в области нетрадиционной технологии ПСУ - предусмотреть строительство комплексных горных теплоэнергетических предприятий, оснащенных оборудованием не только для добычи угля, но й для утилизации теплоэкерпш, отходов горного производства и выработки электроэнергии.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации изложены научно обоснованные технические и технологические решения, направленные на повышение полноты извлечения и использования запасов угольных месторождений на основе комплексных технических средств, интенсифицирующих основные процессы угледобычи, внедрение которых вносит значительный вклад в ускорение научно-технического прогресса в горной промышленности.

Основные результаты, выводы и рекомендации работы:

1. Эффективность работы средств механизации выемки и использования угля и горного предприятия в целом может быть оценена величиной коэффициентов полноты технологического извлечения и использования угольного месторождения, а также эксергетическим КПД Традиционные средства комплексной механизации добычи угля современного технического уровня в связи с ухудшением условий их • применения не позволяют увеличить полноту извлечения угля из недр выше 50 - 60 % , а эксергетический КПД предприятия выше 25 - 30%.

2. Коэффициент полноты технологического извлечения угольных, месторождений может быть увеличен до 80 - 90 %, а эксергетический КПД горно-энергетического предприятия — до 50 ■% за счет рациональной их разработки при экономически выгодном сочетании средств для механического и термического способов извлечения угля

в зависимости от разных горно-геологических условий и длины лавы:. в благоприятных — угледобывающими комплексами для длинных лав; в неблагоприятных — проходческо-очистными комплексами для коротких лав; в сложных — теплотехническими комплексами для подземного сжигания угля и использования его тепловой энергии (с дойной забоя соответственно более 75м, 75 - 25м и менее 25м).

3. Повышение эффективности работы угледобывающих комплексов для коротких лав обеспечивается за сч$т снижения удельных ресурсосберегающих показателей энергопотребления на 40%, металлоемкости на 45%, трудоемкости монтажно-демонтажных работ на 20%, а повышение их эксплуатационной надежности и коэффициента использования машинного времени на 50% в неблагоприятных условиях пологонаклояных пластов средней мощности достигается путем 3-кратного уменьшения величины .захвата (с 0,63 до 0,21м) и 2-кратного — длины лавы (с 100 до 50м) на примере проходческо-очистного комплекса, включающего: быстроходную малогабаритную облегченную выемочную машину; механизированную крепь с повышенной скоростью пер сдвигания; угловой изгибающийся лавный конвейер, позволяющий комплексу менять ' угол встречи с геологическими нарушениями и разворачиваться до 180° без демонтажа оборудования.

4. Повышение эффективности процесса отсоса газообразных продуктов подземного сжигания угля за счет снижения его удельной энергоемкости осуществляется путем использования высокотемпературной депрессии подземного теплогазогенератора, приводящей к интенсивной естественной- тяге при росте температурного градиента газа, и импульсного 'воздействия вентилятора с периодом 15-20% времени совместной работы регулируемого вентилятора-дымососа высокого давления и естественной тяги, с обеспечением снижения удельной энергоемкости до 80 %.

5. Повышение использования энергии оставшихся запасов угля и эффективности работы теплотехнического оборудования при оптимальной высоте огневой выработки- осуществляется за счет снижения относительных тепловых потерь с 30 до 10 % в окружающий массив подземного теплогазогенератора при увеличении скорости перемещения и температуры огневого забоя на 50 %, величина значения которых может быть получена на основе' физического и математического моделирования процесса при достижении значения критерия подобия Пекле для процесса конвективного теплообмена РЕ = 3,0.

6. Снижение потерь угля при извлечении его в пределах лавы и шахты без оставления неотработанных участков и межлавных целиков достигается за счет создания и внедрения челноковой быстроходной

выемочной машины, содержащей позоротные отбойш-погрузсчные органы, расположенные по ее концам з пределах неподвижной частя основного корпуса, а также за счёт применения комплексов для коротких лав.

7. На основе полученных результатов исследований, экспериментальных и опытно-конструкторских работ при участии автора созданы: станки комбинированного бурения типа СБК и 1СБК для сооружения газоотводящих, водопонизительных и воздухоподающих скважин в сложных гидрогеологических условиях; нечелноковые барабашго-цепные очистные серийно выпускаемые комбайны типа КУ-60 и его шнековые модификации КУ-60Ш, 1КУ-60IC, 1КУ-60М, сыгравшие, положительную роль в развитии комплексной механизации очистных забоев на пологих пластах средней мощности; челноковые комбайны симметричной компоновки типа АТ-1 и его модификации АТ-1К, AT-IM, опыт конструирования' и эксплуатации которых использован при создании согзремекных отечественных очистных комбайнов; очистные механизированные комплексы типа ОКП различных модификаций, широко применяемые в РФ и за рубежом; технология ПСУ, включающая эффективные способы отсоса продуктов сжигания угля для реализации малоотходной комбинированной технологии разработки угольных пластов.

8. Суммарный экономический эффект от внедрения основных результатов работы, подтверждённый актами, составляет 17,33 млн.руб, а с учетом долевого участия автора составляет 3,0 млн. руб. (здесь и везде при соотношении цен 1986 г.)

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. A.c. 543748 (СССР). Шнековый рабочий орган горного комбайна /Михалицин В.А., Бобков В.И., Серов В.А., Кальманович 3.3. - БИ №43, 1977.

2. A.g. 564694 (СССР). Бесконтактная электромагнитная муфта /' Серов JI.A., Серов В.А., Картавый Н.Г., Балаклейский С.П. - БИ № 25, 1977.

3. Серов JI.A., Почуев Ю.Г., Серов В.А. Стенд для исследования перераспределения нагрузок между приводами посредством ЭМС. Сб.: Угольное машиностроение № 3. - М.: ЦНИЭИуголь, 1978, с. 3 - 4.

4. Крпвопуск В.К., Серов В.А. Применение комплексов с крепями оградительно-поддерживающего типа в сложных горно-геологических условиях и пути их совершенствования. - Сб.: Технология добычи угля подземным способом, № 4 (100). - М.: ЦНИЭИуголь, 1975, с. 26 -27.

5. Картавый Н.Г., Серов В.А, Направления в создании подземных средств выемки угля нового технического уровня. - Сб.: Повышение качества горного оборудования. - М.: МГИ, 1988, с. 27 - 38.

6. Картавый Н.Г., Серов В.А. Направления повышения надежности угледобывающих комплексов. - Сб.: Тезисы докладов международной конференции «Качество и надежность горных машин и оборудования». - М,: МГИ, 1991, с. 21 - 24.

7. Картавый Н.Г., Серов В.А. Направления повышения технико-экономических показателей механического оборудования при разработке угольных пластов средней мощности. - Уголь, № 3. ■ М.: Недра, 1992, с. 13-17.

8. Бобков В.И., Почуев Ю.Г., Буров Г.Г., Белов Н.П., Носов Ю.П., Серов В.А. Очистной, механизированный комплекс ОМКТ. -М.: Госгортехиздат, 1963,224 с.

9. A.c. 724765 (СССР). Устройство для удержания забоя от обрушения / Наместников Ю.И., Ермаков Ф.А., Пронин П.П., Серов В.А. и др.-БИ№ 12,1980.

10. A.c. 612044 (СССР). Секция механизированной крепи / Наместников Ю.И., Сытин М.В., Серов В.А. и др. - БИ № 23, 1978.

11. A.c. 518029 (СССР). Замковое соединение конвейера / Раушенбах М.Б., Серов В.А. - БИ № 22,1976.

12. A.c. 634600 (СССР). Способ монтажа й демонтажа секций шахтной механизированной крепи в лаве / Глумов В.И., Буров Г.Г., Голованов В.В., Трубников В.П., Серов В.А. и др. - 1978. ■

13. Патент № 2049711(РФ). Угловой скребковый конвейер очистного комплекса / Серов В.А., Картавый Н.Г., Трубников В.П., Гудилин М.С. - 1995.

14. Картавый Н.Г., Серов В.А. Направления создания нового выемочного оборудования для угольных пластов средней мощности. -Изв.вузов. Горный журнал, № 1,1993, с. 76-81.

15. Романов П.Д., Момчилов B.C., Соколов С.И., Серов В.А. Проблемы создания комплексных средств осушения для шахт-новостроек. Сб.науч.тр. - ИГД им. А.А.Скочинского, ПНИУИ. -Вып. 19. - Тула, 1977, с.З - 8.

16. Серов В.А., Питернев H.A., Смирнов Г.Е., Моисеев С.И., Испытают средств повышения дренажа воды из слабопроницаемых и карбонатных пород. Сб.науч.тр.: Исследование и совершенствование способов, средств осушения и очистной выемки шахт Подмосковного бассейна. - ИГД им. А.А.Скочинского, ПНИУИ. - Тула, 1980, с. 42-47.

17. Серов В.А., Девяткин Н.М., Болдецов A.B. Результаты испытаний станка комбинированного бурения СБК. Сб.науч.тр.: Исследование и совершенствование способов,'средств .осушения и очистной выемки шахт Подмосковного бассейна. - ИГД им. A.A. Скочинского, ПНИУИ. - Тула, 1980, с. 39 - 41.

18. Серов В.А., Соколов С.И. Создание комплексных средств осушения. - Уголь, № 3, - М.: Недра, 1980, с. 25,- 27.

19. Дриго Л.Н., Мом'шлов B.C., Серов В.А. Интенсификация водоотдачи карбонатных пород с использованием энергий пороховых газов. Сб.науч.тр.: Технология отработки и методы прогноза условий залеганий обводненных угольных месторождений. - ИГД им. A.A. Скочинского, ПНИУИ. - Тула, 1981, с. 82 - 86.

20. A.c. 846708 (СССР). Буровая установка / Серов В.А., Болденов

A.B., Соколов С.И., Момчилов B.C. - БИ № 26,1981.

21. A.c. 890776 (СССР). Устройство для промывки скважин / Серов

B.А., Вальдман И.Я и др. - 19$1.

22. Бобков В.И., Серов В.А., Лактионов И.Е. Очистной механизированный комплекс ОМКТм. ГО-01-02-04. - М.: Недра, 1967, 16с.

23. А,с. 951541 (СССР). Устройство для защиты от перегрузки-электродвигателя постоянного тока / Почуев Ю.Г., Серов В.А. и др. -БИ№30, 1982.

24. Серов В.А. Гидроотбойное скважинное устройство. - Сб.: Проблемы механизации и электрификации горных работ (исследование, проектирование, изготовление, эксплуатация). -М.:МГИ,1990,с.68-73.

25. Ржевский В.В., Серов В.А. Обзор существующего энергетического оборудования с целью возможного применения на предприятиях типа «Углегаз». - М.: МГИ, 1985, 107 с.

26. Глузберг Е.И., Серов В.А. Оценка тепловых потерь из огневой выработки в окружающий массив / Физические процессы горного производства. Сб.науч.тр. Л.: ЛГИ, 1985, с. 59 - 64.

27. A.c. 1321050 (СССР). Установка для лабораторных исследований процессов горения и газификации угля в подземных условиях / Алексеев Г.С., Серов В.А. и др. - 1987.

28. Серов В.А. Из опыта подземного сжигания углей / Горнотехнические условия подземного сжигания углей. Разработки по проблеме «Углегаз». Ч. IV. Под ред. В.В. Ржевского. - М.: МГИ, 1985,. с. 27 - 46.

29. A.c. 1471648 (СССР). Устройство для утилизации тепла продуктов подземного сгорания угля / Мухиддинов Д.Н., Серов В.А. и др. - 1989.

30. Серов В.А. Самоорганизация технологических процессов и роботизация отдельных технических средств при извлечении угля. -Сб.: Горное оборудование нового технической уровня.. - М.: МГИ, 1986, с. 10-15.

31. Патент № 1520841 (РФ). Способ отсоса продуктов подземного сжигания угля / Ржевский В.В., Серов В.А., Селиванов Г.И. и др. -1993.

32. A.c. 1436563 (СССР). Способ -переработки; продуктов подземного сжигания угля / Ржевский В.В., Серов В.А. и др. - 1988.

33. Типовые решения для составления, проекта подземного сжигания оставленных в недрах запасов угля с получением тепловой энергии для бытовых и Гфоюводственнъпс '.нужд / Ржевский В.В., Бурчаков A.C., Дмитриев А.П., Селиванов Г.И., Серов В.А. и др. / Корпорация «Уголь России», Московский горный институт. - М.: МГИ, 1991, с. 70, 72,157,164 - 202.

34. Дмитрак Ю.В., Серой В.А. Обоснование создания установки удаления влаги из сыпучих материалов.. - Сб.: Оборудование для комплексного использования сырья горного производства. - М.: МГИ, 1987, с. 27-31.

35. Картавый Н.Г., Серов В.А., Жуков Ю.П. Комплекс оборудования для переработки сырья и отходов. - Промышленность строительных материалов Москвы, № 7,1991, с. .17 -19.

36. Серов В.А., Гончаров Ю.А. Повышение эффективности процесса разделения сыпучих материалов. - Промышленность строительных материалов Москвы. № 8,1991, с. 3 - 5.

37. Картавый Н.Г., Серов В.А. Энергетические вопросы и проблемы / Варианты использования ресурсов энергии в недрах. Разработки по проблеме «Углегаз». Ч. V. Под ред. В.В. Ржевского. -М.: МГИ, 1985, с. 30-36.

38. Серов В.А. Пути модернизации станций подземной газификации углей / Горнотехнические условия подземного сжигания угля. Разработки по проблеме «Углегаз». Ч. IV. Под ред. В.В. Ржевского. - М.: МГИ, 1985, с. 97 - 108.

39. Серов В.А. Определение эффективности угольных предприятий типа «Углегаз» / Возможности и экономические результаты угледобычи. Разработки по проблеме «Углегаз». Ч. II. Под ред. В.В. Ржевского. - М.: МГИ, 1984, с. 99 - 109.

40. Картавый Н.Г., Серов В.А. Направления совершенствования' выемочного оборудования для угольных пластов средней мощности. Сб. трудов международной конференции «Problemy projetowania, wytwarzania i eksploatacji sprzetu gorniego i srodkow automatyzacji Gomictwa», Gliwice, 16.09.1993 , Polska, c.l 17 -121.

41. Серов В.А., Буров Г.Г. Новая компоновка узкозахватного уголь-ного комбайна. Сб. № 2 09-17. - М.: .НИИинформтяжмаш, 1969,с.13-1б.

42. Мнхалицин В.А., Серов В.А., Бобков В.И. Шнековые исполнительные органы угольных выемочных машин для пологих пластов. Сб. № 2-67-8. - М.: НИИинформтяжмаш, 1967,45с.

43. A.c. 196019 (СССР). Погрузочное устройство для угольных комбайнов / Буров Г.Г., Серов В.А. и др. - 1967.

44. A.c. 231488 (СССР). Устройство дм управления c<u?eran.i комбайном в вертикальной плоскости / Серов В.А., Мозжухкн A.B., Рафальсон В.Д., Бобков В.И. - 1968.

45. A.c. 286908 (СССР). Устройство для натяжения цепи механизма подачи выемочной машины (Селивохин Б.Н., Буров Г.Г., Серов В.А. и др.-1970.

46. Сафонов Д.Г., Серов В.А., Шаморкпы Н.В., Дворецкий Н.М. Промышленные испытания угольного комбайна АТ1. Сб.: № 2-67-9. -. М.: НИИинформтяжмаш, 1967, с. 13 -16.

47. Картавый Н.Г., Серов В.А. Совершенствование угледобывающих комплексов для пластов средней мощности. Сб. трудов научно-практического семинара с международным участием ((Проблемы повышения надежности, уровня безаварийной эксплуатации электротехнических и электромеханических систем, комплексов и оборудования горных и промышленных предприятий». Часть II (11 - 15 октября 1993г., г. Москва). - М.: МГЛУ, 1993, с. 9598.

48. Серов В.А. Совершенствование скребковых конвейеров и очистных комплексов. Сб. трудов международной межвузовской конференции (19-23 октября 1992 г.). - М.: МГИ, 1992, с. 123 - 126.

49. Ерупипшская H.H.. Строк В.А. Механизм горения в подземных услозиях. Материалы семинара. — М.: ГИГХС, 1984.

50. Cepos U.A. Совершенствование комплексов оборудования для выемки угля. Сборшж «Проблемы механизации и электрификации горных работ (исследование, проектирование, изготовление, эксплуатация). — М.: МГИ, 1991, с. 25 - 27.

51. Картавый Н.Г., Серов В.А. Совершенствование скребковых конвейеров. Сборник докладов Международного симпозиума «Горная техника на пороге XXI века». — М.: МГГУ, 1996, с. 77 - 80.

52. Серов В.А. Механизация и технология добычи алмазосодержащей руды. Горный информационный бюллетень. Выпуск№3— М.:МГГУ, 1996,с. 114-116. ■

53. Серов В.А. Тенденции в развитии технических средств для подземной добычи угля. Сборник докладов Международного симпозиума ((Горная техника на пороге XXI века» — М.: МГГУ, 1996, с. 370-373.

54. Картавый Н.Г., Серов В.А. Ресурсосбережение при создании и эксплуатации оборудования угольных шахт. Сб. тезисов международной конференции (январь - февраль 1994г.). - М.: МГГУ, 1995, 142- 148.

55. Картавый Н.Г., Серов В.А. Направление развитая выемочного оборудования для угольных пластов средней мощности. Инженерные проблемы разработки недр. Выпуск 2. — М.: ((Нива России», 1996, с. 36 - 40.

56. Патент №2101498(РФ). Способ подземной добычи полезных ископаемых / Пучков JI.A., Серов В.А., Картавый Н.Г. - 1998.

57. Картавый Н.Г., Серов В.А. Способ разворота механизированного комплекса и устройство для его осуществления:... Горный информационный бюллетень. Выпуск №8. - М.: Mi l У, 2000.

58. Серов В.А. Угловой скребковый конвейр проходческо-очистного комплекса. Горный информационный бюллетень. Выпуск №8. -М.; МГТУ, 2000.

Подписано в печать 8.11.2000. формат 60x90/16. Объем 2,0 печ.л. Тираж 100 экз. Заказ Ш II60

Типография МГГУ, Ленинский пр., 6.

Введение

Глава 1. Анализ проблемной ситуации, определение цели и задач исследований

1.1.Анализ тенденций в развитии топлив- 21 но-энергетического комплекса

1.2. Проблема создания нетрадиционной 31 технологии и новых технических средств, цель и задача научных исследований

1.3. Системный анализ путей решения на- 3 6 учной задачи

1.4. Выводы

Глава 2. Разработка метода оценки эффектив- 45 ности технических средств и технологий горно-энергетических предприятий

2.1. Содержание и принцип нового метода 4 5 оценки

2.2. Показатели эффективности горно- 52 энергетических предприятий

2.3. Анализ комбинированной технологии 5 9 извлечения и использования угля и её оценка

2.4. Выводы

Глава 3. Исследование, создание и совершен- 66 ствование выемочных машин для угольных пластов средней мощности

3.1. Анализ показателей выемочных комбайнов для длинных лав

3.2. Направления совершенствования вы- 7 8 емочных машин для коротких лав

3.3. Анализ технических средств частич- 8 6 ной выемки угля для комбинированной технологии

3.4. Принцип адаптации технических 103 средств при реализации комбинированной технологии

3.5. Выводы

Глава 4. Исследование и создание угледобы- 112 вающих механизированных комплексов для пластов угольных средней мощности

4.1. Анализ показателей угледобывающих 112 комплексов

4.2. Направления совершенствования уг- 117 ледобывающих комплексов для длинных лав

4.3. Направления создания комплексов 12 6 для коротких лав

4.4. Направления создания угледобываю- 134 щего комплекса нового технического уровня

4.5. Разработка направлений создания 155 комплексов для коротких лав

4.6. Выводы

Глава 5. Исследование и создание нетрадици- 17 8 онного способа извлечения угля и энерготехнических средств переработки продуктов его подземного сжигания

5.1. Направления совершенствования спо- 178 соба подземного сжигания угля

5.2. Направление снижения тепловых по- 18 4 терь и повышения эффективности работы теплоутилизирующих установок

5.3. Экспериментальные исследования и 198 направления создания способов интенсификации отсоса и утилизации тепла газообразных продуктов сжигания угля

5.4. Разработка направлений создания 214 теплотехнических средств для комбинированной технологии

5.5. Выводы

Глава б. Исследование и создание технических 23 6 средств и способов, интенсифицирующих процессы при подготовке столбов угля для механического и геотермического извлечения

6.1. Обоснование необходимости создания 23 6 средств и способов осушения для реализации комбинированной технологии

6.2. Исследование и создание средств 23 8 для комбинированного бурения скважин

6.3. Разработка и исследование способов '243 повышения дебита водопонизительных скважин

6.4. Выводы 2 53 Заключение 25 6 Список литературы 2 63 Приложения

Россия является одной из ведущих энергетических стран, так как на ее долю приходится более 50% общего объема добычи нефти и газа и 50% угля бывшего СССР, что составляет почти седьмую часть суммарного производства первичных мировых энергоресурсов [205] . Топливно-энергетические ресурсы являются основным богатством РФ, причем на ее долю приходится .12% разведанных запасов угля, что определяет третье место в мире после США и Китая, а прогнозные запасы оцениваются в количестве 30% от мировых. Суммарная доля малой и нетрадиционной энергетики России составляет около 13% общего потребления топлива - это примерно 160 млн.т условного топлива (т.у.т.). Потенциал нетрадиционных источников энергии оценивается в 270 млн. т.у.т. Местные запасы органического топлива, без учета торфа, составляют около 900 млн. т.у.т. Эти цифры свидетельствуют о том, что общероссийские энергоресурсы и промышленные запасы топлива в обозримой перспективе вполне достаточны для полного обеспечения как собственных потребителей,-так и для экспортных поставок.

Динамика добычи угля, приведенная в таблице (0.1), связана в значительной мере с реализацией программы реструктуризации отрасли,' а также с созданием высокоэффективных экологически чистых технологий добычи и переработки угля. Угольная промышленность, как одна из базовых отраслей тонливно-энергетическего комплекса (ТЗК) России, обеспечивает топливом объекты электроэнергетики в количестве 40%, промышленные и коммунальные котельные - 27%, коксовое производство - 14%, а также население и объекты сельского хозяйства — 13%. При этом для ряда регионов страны , где практически отсутствуют ресурсы нефти 0

Таблица 0.1

Динамика производства первичных энергетических ресурсов

Показатели производства Ед. изм. 1990 год 1993 год 1995 год 2000 год 2010 год энергоресурсов мин макс мин макс мин макс ilSlllll ЯМнЦр

Нефть и газовый конденсат млн. т 515 355 280 300 270 310 25. 350

Природный и попутный газы млрд м3 640 618 615 630 660 740 740 860

Уголь млн. т 396 306 260 270 250 290 300 340

Гидроэнергия млрд. кВт. ч 167 174 161 162 165 170 180 190

Атомная энергия млрд. кВт .ч 118 119 115 120 120 125 125 160

Нетрадиционные энергоресурсы млн. т. у. т 1 1 2 3 4 6 10 17

Всего млн. т . у. т 1855 1526 1380 1410 1410 1600 1550 1820 зи газа, доля угля в котельно-печном топливе' превышает 90% (например, Восточно-Сибирский и Дальневосточный регионы) . По состоянию на начало 1994г. запасы угля в России (категории А + В + С1) составляли 201.8 млрд.т, в том числе коксующихся углей -21%. Запасы, пригодные для добычи подземным способом, составляют 41,8%, а открытым способом - 58,2% (117 млрд.т) .

Значительные объемы разведанных запасов являются основой повышения удельного веса угля в энергетическом балансе РФ.

Угольная промышленность России до 1988-1990 г.г. работала с постоянным опережением ввода новых мощностей, но за тем начался спад, в основном, из-за перехода к рыночным отношениям. Этому способствовало и то, что значительная часть разрабатываемых запасов на сегодня не может считаться благоприятной как с точки зрения использования внутри страны, так и мировой торговли, исходя из оценки транспортных условий разрабатываемых месторождений и их расположения по отношению к - основным потребителям угля и морским портам страны.

При этом наличие около 50% всех балансовых запасов угля, которые- по мировым стандартам относятся только к категории благоприятных, а также возможные изменения в устаревших нормативах по извлечению и кондиционности запасов, могут существенно изменить традиционные технологии добычи угля в части повышении их эффективности.

В связи с этим назрела задача изменения структурной базы, пересмотра кондиций подлежащих отработке запасов угля для объективном предполагаемой экономической эффективности и переоценки разрабатываемых запасов угля.

Главной целью реструктуризации угольной отрасли является создание конкурентно способных эффективных предприятий,

-/о обеспечивающих удовлетворение спроса на уголь , • теплоэнергию и электроэнергию, вырабатываемых из угля.

В результате проводимых мероприятий добыча угля в России может возрасти с 264 млн.т в 1994 году до 340 млн.т в 2010 году [НО] .

Этому должны способствовать развиваемые тенденции : разработка некондиционных угольных участков и охранных целиков; повышение полноты выемки угля из недр нетрадиционными средствами; совмещение проходческих и очистных работ; применение малогабаритной техники, обеспечивающей снижение металлоемкости и энергоемкости и др.

Указанные тенденции реализуются в рамках научно-технической программы "Недра России".

Целью программы является разработка перспективных предложений по созданию высокоэффективных экологически чистых технологий и технических средств для добычи и переработки углей, горючих сланцев и торфа.

Основной задачей программы является внедрение наиболее вероятных и эффективных путей ускорения научно-технического прогресса по следующим приоритетным направлениям: разработка перспективных . нетрадиционных технологий и оборудования для добычи твердого топлива открытым способом в сложных горно—геологических и природно-климатических условиях, обеспечивающих повышение эффективности производства горных работ, и предотвращение загрязнения окружающей среды; создание экологически чистых технологий и горноэнергетического оборудования для подземной разработки угольных пластов, залегающих в сложных горно-геологических условиях (большие глубины, высокая газоносность, опасность газодинамических явлений, тонкие и крутопадающие угольные пласты) , обеспечивающих безопасные и комфортные условия производства и значительное повышение производительности труда; создание экологически чистых технологий и оборудования для переработки и обогащения углей, обеспечивающих улучшение их потребительских свойств и повышение производительности труда на установках обогатительных фабрик.

При этом следует отметить, что конечной целью реструктуризируемой угольной промышленности, эксплуатирующей месторождения энергетического сырья, является по-прежнему добыча угля, а конечной целью общества - получение (извлечение) энергии, содержащейся в углях этих месторождений.

Количество энергии, которое может быть получено из угля, зависит как от качества угля, так и от эффективности устройств для его сжигания у потребителей.

Поэтому в сочетании с традиционными применяющимися показателями (объем капитальных вложений, срок их окупаемости и др.) энергетические показатели могут стать достоверным критерием при выборе наиболее эффективных вариантов строительства и реконструкции угольных предприятий.

Вместе с тем актуальным направлением комплексного освоения недр сегодня считаются ресурсосберегающие технологии, позволяющие рационально использовать минеральные ресурсы, в частности запасы угля, при одновременном снижении трудовых, энергетических, материальных затрат, а также сохранять и восстанавливать ландшафты, режим поверхностных и подземных вод, обеспечить рекультивацию нарушенных земель, сократив пространства под породные отвалы. При этом ресурсосбережение может быть обеспечено как за счет полноты выемки, комплексности извлечения из недр и yz использования основных и попутных полезных ископаемых при внедрении существующих различных способов, так и за счет использования новых, технологий, базирующихся на малотрудоемких, на малоэнергоемких и маломатериалоемких машинах и оборудовании [68, 149, 152, 197].

Так как земельные и водные ресурсы часто повреждаются и уничтожаются отходами горнообогатительного производства, у малоотходность становится определяющей при выборе и оценке способов, средств и технологических процессов разработки минерального сырья.

Целью диссертационной работы является разработка концепции малоотходной технологии и обоснование параметров ресурсосберегающих технических средств для комплексного извлечения угля из пологонаклонных пластов средней мощности, а также способов, обеспечивающих интенсификацию добычи угля и использования энергии, получаемой от сжигания оставшихся его запасов, в подземных условиях.

Идея работы - максимальное извлечение запасенной энергии угля при минимуме ее затрат за счет применения системы технических средств, повышающих полноту выемки подготовленных запасов угля в подземных условиях и обеспечивающих продление срока эксплуатации горных предприятий - шахт; рассмотрение последних в виде порно—энергетических комплексов, добывающих уголь и вырабатывающих тепловую и электрическую энергию на месте ведения горного производства.

В работе использовались: методы исследования, применяемые при создании энергомеханических, добывающих, транспортных и перерабатывающих машин и теплотехнических комплексов; методы математической статистики; метод технико-экономического анализа.

Исследования осуществлялись при ■ проектировании, производстве, лабораторных, заводских, экспериментальных и промышленных испытаниях как отдельных горных машин, так и целых комплексов для подземной добычи полезных ископаемых и сопутствующих им материалов в условиях горных предприятий, а также при проверке соответствующих технологических процессов.

Диссертационная работа выполнена при разработке заданий и соответствующих этапов государственных (ГНТП), региональных (ГНТПР) и отраслевых (ПО) научно-технических программ, в том числе:

ГКНТйГСССР - № 0.05.08 "Разработать и освоить технологию и технические средства комплексного извлечения на шахтах угля, газа и тепловой энергии, получаемой от сжигания в недрах оставшихся их запасов";

МУЛ СССР - № П0125Ю ""Разработать и освоить технологию комплексного извлечения угля, газа и энергии на шахтах, обеспечивающую повышение производительности труда в 5,0-6,0 раз по сравнению с традиционным способом добычи угля"; Министерства науки, высшей школы и технической политики РФ -"Прогрессивные технологии комплексного освоения топливно-энергетических ресурсов недр России";

7^1 ~ ~ ~ ™ ^тЧ ^ ^ . ипптгплгтт // -Ш Г\ А Г} ru^^nw^tvun у i'VJJJ.btlUl/l rx^lVlllCH-lHW ги^д 'JJIU — 14- W VHJ I У

Разработать технологии и создать малогабаритные, мобильные средства комплексной механизации выемки пологих и наклонных пластов короткими лавами";

04 "Создание экологически чистого теплотехнического предприятия на базе подземного сжигания оставленных на закрытых шахтах запасов угля для нужд малой энергетики".

Основные научные положения, выносимые на защиту.

1. Метод определения эффективности работы горного предприятия, оснащённого средствами комплексного извлечения угля и использования его энергии, как конечного результата технологических процессов, заключается в оценке -. " ~ . ■'.'■.' . • . . ; > величины эксергетического к.п.д., зависящего от коэффициентов извлечения и использования угля на месте разработки месторождений.

2. : •' Повышение коэффициента полноты технологического извлечения угольного- месторождения и эксергетического к.п.д. горно-энергетического предприятия может быть осуществлено за счёт использования средств комбинированной технологии, предусматривающей экономически выгодное сочетание средств для механического и геотермического методов извлечения и использования энергии угля в разных горно-геологических условиях угольных пластов: в благоприятных условиях — применение угледобывающих комплексов для длинных ' лав; в неблагоприятных условиях — применение комбинации угледобывающих комплексов для длинных- и коротких лав; в сложных условиях — применение комбинации угледобывающих комплексов для коротких лав и для частичной выемки угля, а также теплотехнических комплексов для подземного сжигания оставшегося угля, обеспечивающих последующее использование физической и химической энергии продуктов его сгорания.

3. Способ повышения эффективности работы угледобывающих комплексов без снижения достигнутой производительности в неблагоприятных условиях пологонаклонных пластов обеспечивается за счёт снижения удельных показателей энергоёмкости и металлоёмкости оборудования ■ .;. . путём многократного уменьшения величины захвата выемочной машины и длины лавы комплекса при соответствующем увеличении скоростей подачи машины и 'Крепления лавы.

4. . . Снижения удельной трудоёмкости монтажно-демонтажных и проходческих работ при эксплуатации комплексов обеспечивается за счёт использования самомонтажных секций крепи и поворота, преимущественно, проходческо-очистного комплекса в конце столба или перед геологическим- нарушением путём применения секционного углового конвейера, изгибающегося в зоне сопряжения лавы со штреком, при этом величина трудоёмкости монтажно-демонтажных работ находится в прямой зависимости от длины фронта и угла разворота угледобывающего комплекса.

5. Повышение коэффициента использования машинного времени, эксплуатационной надёжности оборудования и уровня эксплуатационной технологичности механизированной крепи и всего комплекса может быть осуществлено без снижения достигнутой производительности комплексов в длинных лавах за счёт перехода на отработку угольных. столбов в неблагоприятных и сложных условиях комплексами для коротких лав.

G. Способ повышения эффективности процесса отсоса газообразных продуктов подземного сжигания угля ооеспечивается путём импульсного использования энергии вентилятора-дымососа высокого давления и постоянно действующей высокотемпературной депрессии подземного теплогазогенератора, приводящей к интенсивной естественной тяге при росте температурного градиента газа, причём режим импульсного воздействия энергии вентилятора осуществляется с ограниченными по времени периодами.

7. Способ повышения использования тепловой энергии при сжигании оставшихся запасов угля и эффективности работы утилизирующего теплотехнического оборудования при оптимальной высоте огневой выработки может быть осуществлен, за счёт снижения удельных тепловых потерь в окружающий массив подземного теплогазогенератора путём увеличения скорости перемещения и температуры огневого забоя, величина которых определяется физическим и математическим моделированием процесса, основанным на изменениях критерия подобия для процесса конвективного теплообмена.

Новизна работы заключается в: разработке концептуального подхода при создании г ■■ средств и способов извлечения, переработки и использования угля в подземных условиях по комбинированной технологии отработки угольных пластов с целью повышения уровня полноты извлечения их запасов; разработке метода эксергетической оценки технических средств и технологических процессов, позволяющего объективно определять их коэффициент полезного действия и потенциальные возможности на стадии исследования, а также оценить эффективность работы угольного предприятия не по валовому количеству добываемого топлива, а по количеству энергии, содержащейся в добытом угле; развитии направлений по формированию" угледобывающих комплексов для отра.ботки пластов по простиранию и восстанию, обеспечивающих полную механизацию выемки угля и крепления кровли на всём протяжении штреков и в лаве; разработке требований к создаваемым средствам комплексной механизации для выемки угля короткими лавами и подземного сжигания угля, позволяющим снизить величину технологических и эксплуатационных потерь угля на некондиционных / и ограниченных по размерам участках шахтного поля; установлении закономерности снижения тепловых потерь в окружающую среду при возрастании температур и скорости перемещения огневого забоя по технологии подземного сжигания угля (ПСУ).

Научное значение работы состоит в развитии: направления создания новых горных машин и очистных механизированных комплексов с высоким техническим уровнем, обеспечивающих заданную степень механизации производственных процессов; направлений, сочетающих традиционную технологию выемки угля с нетрадиционным извлечением угля из пологих и наклонных пластов средней мощности; нового направления моделирования процесса тепломассообмена применительно к вмещающим породам, учитывающего критерий подобия для процесса конвективного тепломассообмена при реализации технологии ПСУ.

Практическое значение работы заключается в обосновании и разработке исходных требований и технических заданий на создание: машин БВМ, комбайнов типа КУ60 и их опытных образцов различных модификаций, очистных комбайнов типа AT и их модификаций, очистных комплексов ОКИ различных модификаций, опыт конструирования и эксплуатации которых использован различными проектными организациями при разработке выемочного оборудования нового технического уровня для пластов средней мощности; бурового оборудования типа СБК; комплексов КПО и КПИ; оборудования для сооружения промышленного участка подземного сжих'анин оставшихся в недрах запасов угля для получения тепловой энергии по технологии тт^т т. iioj .

Реализация ныводон и рекомендации работы заключается в их использовании при разработке: комбайнов типа КУ60 и AT; комплексов типа ЗОКП, ОКП70 и 0КС2 (института

МОСБАССГИПРОГОРМАШ) ; бурового станка типа СБК (ПНИУИ); котлов-утилизаторов модульного типа — водотрубных, на тепловых трубах и газотрубных для подземного и наземного размещения (УГ, КУТ и КУГ); проекта оборудования экспериментального участка «Острый» по опробованию технологии «Углегаз» ПО «Селидовуголь» и типовых решений для составления проекта подземного сжигания оставленных в недрах запасов угля с получением тепловой энергии для бытовых и производственных нужд (МГМ и корпорацией «Уголь России»); комплекса проходческо-очистного оборудования типа КПО (МГИ); передвижного комплекса типа КПИ, предназначенного для углеподготовки и сероочистки газов по технологии ПСУ (№14) ; быстроходной выемочной машины типа БВМ для комплекса 2КМКЛ (МГТУ и ПНИУИ)-см.табл.О.2.

Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются: удовлетворительной сходимостью результатов аналитических и лабораторных исследований с фактическими параметрами горных машин и технологических процессов в производственных условиях; статистически обоснованным объемом выполненных измерений и наблюдений на стендах и в шахтах; положительными результатами приемочных испытаний опытных образцов очистного и теплотехнического оборудования, их внедрением и высокой эффективностью применения в условиях, соответствующих эксплуатационно-техническим показателям.

Апробация работы. Основные материалы диссертации докладывались и получили одобрение: на совете института горного дела СО РАН (в 1984 г.); на коллегии Минуглепрома СССР (в 1985 г.); на коллегии ГКНТ СССР (в 1985 г.); на совете НПО «Моспромстройматериалы» (в 1989 г.); на научно-технической секции Минуглепрома СССР (в 1989 г.); на технических советах ПО «Тулауголь», «Селидовуголь», «Киселевскуголь» (1976, 1985, 1990, 1992 гг.); на международной межвузовской научно- технической конференции «Надежность и качество горных машин и оборудования» (г. Москва, 21 - 25 октября 1991 г.); на межотраслевой научно-технической конференции «Карбонатные породы и отходы горнообогатительных производств, разработка, утилизация и рынок» (г. Белгород, 17 - 19 марта 1992 г.); на секции «Комплексная механизация и автоматизация» ЦП 'Общества горных инженеров и ИПК РФ (встрече специалистов по вопросу «Проблемы развития научно-технического прогресса подземного способа добычи угля» 26 - 2 9 мая 1992 г., г. Москва); на межкафедральном семинаре факультета х >1 х Г1± у: j. ^ февраля i"jJ i.1 . , ncs мел^цу па^идиии пйучии" практической конференции «Совершенствование конструкций,

Gl S У- Н О Л 01' LI I'1 у13 J.! О Т О В Л & К I'i .Я. Li ЭКСПЛ у cl и? з. ци yi ГОрК О X10 О О О |р\/"Д О В S Н И 1-4 средств автоматизации» (19 - 23 октября 1992 г., г. Москва) ; на техническом совещании ГПКТИ ПТМ (в 1992 г.); на секции НТС Миннауки РФ (10 - 11 ноября 1992 г.); на совете ПНИУИ (в 1993 г.); на международной конференции (16 сентября 19 93 г. в г. Гливице -Польша); На научно-практическом семинаре с международным участием (11 - 15 октября 1993 г., г. Москва); в .ИГД им. Скочинского (19 ноября 1992 г.); на международном семинаре по ресурсосбережению (МГТУ, январь 1994 г., г. Москва) и на международной конференции «Горная техника на пороге XXI века» (октябрь 1995 1'., г. Москва), на семинаре «Неделя горняка 2000».

Публикации. По теме диссертации опубликовано 58 работ, из которых 16 авторских свидетельств и патентов.

Автор выражает глубокую благодарность сотрудникам МЕТУ,

ГО Т TT*TS ТТ Л T"U----.----,----------XI----------- —-----.— 7\ Г\ T/iT^i 7\ Т ТТ~1Г"\ ТЛ* ТТТ - . ТТТ ТТ.П ГГ Я iXJ ОПУ1.У У1, 1 j/iiipuyx'jitiMcim, I иириуi'Jiei'upMdm, rtw ктш ипчпш л nrmj'yi,

ТТЛДО ---, Г* Л/Г Т \7Ъ/ГП ТА ГЛ ТИ-ПГГ 7\ 7\ аанидии ± rio vim. o.rl. iVyijjwBci, iolvi . vi. n. тед у ида, vi± Д им. t-\.r\.

Скочинского, ПО «Тулауголь», ПО «Селидовуголь», • ПО «Киселевскуголь» и других организаций за помощь, оказанную при

Основные результаты, выводы и рекомендации работы:

1. Эффективность работы средств механизации выемки и использования угля и горного предприятия в целом может быть оценена ■ величиной коэффициентов полноты технологического извлечения и использования угольного месторождения, а также эксергетическим к.п.д. Традиционные средства комплексной механизации добычи угля современного технического уровня в связи с ухудшением условий их применения не позволяют увеличить полноту извлечения угля из недр выше 50 - 60 % , а эксергетический к.п.д. предприятия выше 25 - 30%.

2.- Коэффициент полноты технологического извлечения угольных месторождений может быть увеличен до 80 - 90 %, а эксергетический к.п.д. горно-энергетического предприятия — до 50 % за счет рациональной их разработки при экономически выгодном сочетании средств для механического и термического способов извлечения угля в зависимости от разных горно-геологических условий и длины лавы: в благоприятных — угледобывающими комплексами для длинных лав; в неблагоприятных — проходческо-очистными комплексами для коротких 2f7 лав; в сложных — теплотехническими комплексами, для подземного сжигания угля и использования его тепловой энергии (с длиной забоя соответственно более 75м, 75 - 25м и менее 25м).

3. Повышение эффективности работы угледобывающих комплексов в коротких лавах обеспечивается за счёт снижения удельных ресурсосберегающих показателей энергопотребления на 4 0 %, металлоемкости на 4 5 %, трудоемкости монтажно-демонтажных работ на 20 %, а повышение их эксплуатационной надежности и •коэффициента использования машинного времени на 50 . % в неблагоприятных условиях пологонаклонных пластов средней мощности достигается путем 3-х кратного уменьшения величины захвата (с 0,63 м до 0,21м) и 2-х кратного — длины лавы (с 100 до 50м) на примере проходческо-очистного комплекса, включающего: быстроходную малогабаритную облегченную выемочную машину; механизированную крепь с повышенной скоростью передвигания; угловой изгибающийся лавный конвейер, позволяющий комплексу менять угол встречи с геологическими нарушениями и разворачиваться до 180° без демонтажа оборудования.

4. Повышение эффективности процесса отсоса газообразных продуктов подземного сжигания угля за счет снижения его удельной энергоемкости осуществляется путем использования высокотемпературной депрессии подземного теплогазогенератора, приводящей к интенсивной естественной тяге при росте температурного градиента газа, . и импульсного воздействия вентилятора с периодом 15 - 20 % времени совместной работы регулируемого вентилятора-дымососа высокого давления и естественной тяги, с обеспечением снижения удельной энергоемкости до 80 %.

5. Повышение использования энергии оставшихся запасов угля и эффективности работы теплотехнического оборудования при оптимальной высоте огневой выработки осуществляется за счет снижения относительных тепловых потерь с 30 до 10 % в окружающий массив подземного теплогазогенератора при увеличении скорости перемещения и температуры огневого забоя на 50 %, величина значения которых может быть получена на основе физического и математического моделирования процесса при достижении значения критерия подобия Пекле для процесса конвективного теплообмена РЕ = 3,0.

6. Снижение потерь угля при извлечении его в пределах лавы и шахты без оставления неотработанных участков и межлавных целиков достигается за счет создания и внедрения челноковой быстроходной выемочной машины, содержащей поворотные отбойно-погрузочные органы, расположенные по ее концам в пределах неподвижной части основного корпуса, а также за счёт применения комплексов для коротких лав.

7. Снижение энергоемкости процесса бурения водопонизительных, газоотводящих: и воздухоподводящих скважин ударным и вращательным способом в тяжелых горно-геологических условиях, в том числе в зонах забуривания и водопоглощения с низким статическим ур°внем воды в скважине, осуществляется на счет увеличния частоты вращения и включения реверсивного устройства буровой колонны для промывки водоструйным насосом или эрлифтом, расширяющего функциональные возможности и режимные параметры буровой колонны. Применение передвижных установок' комбинированного бурения скважин позволяет наиболее полно использовать установленную мощность электропривода и со скоростями, превышающими достигнутые в 2,0-2,5 раза, и с высоким качеством вести подготовку выемочных участков■ и подземных газогенераторов методом предварительного осушения в тяжелых гидрогеологических условиях.

8. На основе полученных результатов исследований, экспериментальных и опытно-конструкторских работ для реализации малоотходной технологии комплексного извлечения угля и использования его энергии при участии автора созданы следующие технические средства и способы: станки комбинированного бурения типа СБК и 1СБК для сооружения газоотводящих, водопонизительных и воздухоподающих скважин в сложных гидрогеологических условиях; нечелноковые барабанно-цепные очистные серийно выпускаемые комбайны типа КУ-60 и его шнековые модификации КУ-бОШ, 1КУ-60К, 1КУ-60М, сыгравшие положительную роль в развитии комплексной механизации очистных забоев на пологих пластах средней мощности; челноковые комбайны симметричной компоновки типа АТ-1 и его модификации AT-iK, АТ-1М, опыт конструирования и эксплуатации которых. использован при создании современных отечественных очистных комбайнов; очистные механизированные комплексы типа ОКП различных модификации, широко применяемые в РФ и за рубежом; технология ПСУ, включающая эффективные способы отсоса продуктов сжигания угля . для реализации малоотходной комбинированной технологии разработки угольных пластов.

9. Проблема создания эффективных технических средств для реализации разработанной комбинированной малотходной технологии разработки угольных пластов разрешена при создании и внедрении комплексов для длинных лав пологонаклонных пластов средней мощности и теплотехнического оборудования, вырабатывающего тепловую энергию при -подземном сжигании угля, а в части создания комплексов для коротких лав - находится на стадии изготовления и внедрения ( в соответствии с государственной программой "Уголь России" ).

10. В результате комплексных исследований оборудования и процессов горного производства от его подготовки до получения конечного продукта представляется возможность сформулировать основные направления развития дальнейших работ: в области очистных работ - приступить к изготовлению быстроходных выемочных машин, а их исполнение предусмотреть для работы со сверхузким захватом; в области очистных механизированных комплексов предусмотреть быстроходное исполнение крепей для работы в коротких лавах и механизированные крепи на всем протяжении штреков,а также применение угловых изгибающихся конвейеров; в области нетрадиционной технологии ПСУ - предусмотреть строительство комплексных горных теплоэнергетических предприятий, оснащенных оборудованием не только для переработки и добычи угля, но и для утилизации тепловой энергии, отходов горного производства и выработки электроэнергии, в т.ч. при прямом ее преобразовании из тепла отходящих газов, используя термоэлектрогенераторы.

11. Суммарный экономический эффект от внедрения основных результатов работы, подтверждённый актами, составляет 17,33 млн.руб, а с учетом долевого участия автора составляет 3,0 млн. руб. (при соотношении цен х98 6 г.)

Перечень технических средств и способов интенсификации процессов горного производства.

Наименование разработки Тип аналога Тип разработки Эффект, тыс.руб/год Технические особенности разработок Участие автора в разработке

Станок для сооружения скважин УКС-30 СКВ 120 Увеличение скорости бурения в 1,5 - 2,0 раза Руководитель работы

Устройство для сооружения печей для технологии ПСУ ГМДЦ ГРС-1 20 Снижение энергозатрат в 2,0 раза Руководитель работы

Оборудование для обработки скважин КОС (наливом кислоты) ОКВС, ПОС (под давлением кислоты и газов) 5 -10 на одну скважину Повышение дебита в 3 - 12 раз Руководитель работы

Узкозахватный комбайн В0М-2м (цепной) КУ-60 (бара-банно-цепной) .150 Повышение производительности в 2,0 раза Руководитель и исполнитель работы

Узкозахватный комбайн (шнековый) КШ1 AT1-K 244 Обеспечение безнише-вой, челноковой работы Руководитель работы

Узкозахватный комбайн (двухдви-гательный) КШЗ AT 1-М 178 Обеспечение кинематической связи приводов (электродвигателей) Руководитель работы

Исполнительный орган агрегатов типа СА, Ф1, комплекса 2КМКЛ Струговый (статический) БВМ (актив -ный) 285 Использование отжима угля и сверхузкого захвата Соруково- дитель работы

Средства комплекной механизации 1-го уровня Щит "Мос-басс" с "ДУ" Комплекс ОМК с КУ-60 134 Обеспечение механизации процессов до 70% Соисполнитель работы

Средства комплекной механизации II-го уровня КМ81 с K58 ЗОКП с ATI 44 Обеспечение механизации процессов до 80% Соруково- дитель работы

Наименование разработки Тип аналога Тип разработки Эффект, тыс.руб/год Технические особенности разработок Участие автора в разработке

Средства комплекной механизации Ill-го уровня ОКМТ с КШ1Г ОКП70 с АТ1К 388 Обеспечение механизации процессов до 85% Соруково- дитель работы

Средства комплекной механизации IV-ro уровня КМ87 с РКУ-13 и 5ПП-4,5А Проход- ческо- очистной комплекс 2КП0 602 Совмещение проходки и очистных работ Руководитель работы

Средства комплекной механизации V-ro уровня Комплекс OKC 2 Комплекс ЗКПО 400 Обеспечение механизации процессов до 100% Руководитель работы

Способ выдачи газов при сжигании угля ПГУ -нагнетательный ПСУ - кобини- рованный 100 (на 10 скважин) Импульсное использование дымососа Соруково- дитель работы

Способ утилизации газов ПГУ - отсут- свует ПСУ - коплекс- ный 2620 (предприятия с ПТЭК, Q = 90 тыс.нм3/ч) Руководитель работы

Средства для переработки угольного сырья и отходов известняка СМД-2 6 и СМД-27 Комплекс КПИ 200 (Переналадка режимов для различных продуктов) Руководитель работы Эффект указан при соотношении цен 198 6 года

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе выполнено обобщение результатов исследований, изложены . научно обоснованные технические и технологические решения, направленные на повышение полноты извлечения и использования запасов угольных месторождений на основе комплексных технических средств и способов, интенсифицирующих основные процессы угледобычи, внедрение которых вносит значительный вклад в ускорение научно-технического прогресса в горной промышленности.

1. Айзенхауер С. Шнековые комбайны в США / Глюкауф, 1992. -№ 7. -с. 88-90.

2. Алябьев Н.М., Бурчаков А,С., Васючков Ю.Ф. и др. Краткий справочник горного инженера угольной шахты. М.: Недра, 1982, 454 с.

3. Амелунг Т. Развитие мирового потребления энергоресурсов до 2020 г. Замечания к исследованию Всемирного энергетического совета, представленному 15-й Мировой энергетической конференции // Глюкауф. 1993. - № 5/6 -с. 4 5-50.

4. Андрианов Ю.Д. и др. Робототехника. М. : Машиностроение, 1984. - 288 с.

5. Андрющенко А.И., Попов А.И. Основы проектирования энерготехнологических: установок электростанций. М. : Высшая школа, 1890. - 240 с.

6. Арене В.Ж. Геотехнологические методы добычи полезных ископаемых. М.: Недра, 1972.

7. Арене В.Ж. Скважинная добыча полезных ископаемых (геотехнология) М.: Недра, 1986. - 278 с.

8. Арене В.Ж. Грани горной науки /Академия естественных наук РФ. Секция наук о земле. -М.: 19 92. 249 с.

9. Баринов B.C. и др. Скорость крепления кровли в комплексно-механизированных забоях. / Уголь. -1992 № 5, с. 12.

10. Бассир Р. Проходка штреков одновременно с лавой на шахтах «Лоберт» и «Остерфельд» /'/' Глюкауф. 1990. - №19/20. -с. 21-35.

11. Берзаус A.JI. Розенфельд Э.И. Повышение эффективности сжигания топлива в нагревательных и термических печах Л. : Недра, 1984. - 175 с.

12. Бернацкий В.А., Мышляев Б. К. Эксплуатация крепи М130 в сложных горно-геологических условиях Карагандинского и Кузнецкого бассейнов // Вопросы горного давления: Сб. Науч. Тр. / СО АН СССР. Новосибирск, 1989, Вып. 47. - с. 114-117.

13. Берон А.И., Позин Е.З., Тон В.В. Исследование и выбор эффективного режущего инструмента для шнековых исполнительных органов. М. : ИГД. им. А.А. Скочинского, 1969 г. 48 с.

14. Бобков В.И., Почуев Ю.Г., Буров Г.Г., Белов Н.П., Носов Ю.П., Серов В.А. Очистной механизированный комплекс ОКМТ. М. : Госгортехиздат, 1963. - 244 с.

15. Бобков В.И., Серов В.А., Лактионов И.Е- Очистной механизированный комплекс ОМКТм. Г0-01-02-04. -М.: Недра, 1967. -8с.

16. Больцман А. О статической механике (избранные труды). -М.: Недра, 1984.

17. Бортов Д-Я. Устройство и эксплуатация отопительных котельных малой мощности. М.: Стройиздат, 1989. 198 с.

18. Бурчаков А.С., Жежелевский Ю.А., Ярунин С. А. Технология и механизация подземной разработки пластовых месторождений. М. :тт---.----лп1 ~педра, 15ог. чох <w.

19. Бурчаков А.С., Гринько Н.К., Ковальчук А.Б. Технология подземной разработки пластовых месторождений полезных ископаемых. М.: Недра, 1978, 536 с.

20. Брушлинская Н.Н. Серов В.А. Механизм горения в подземных условиях. Материалы семинара. М. : ГИГХС, 1984 .

21. Вайгандт А.А., Павлов Б.С. О возможности охраны выемочных выработок подвижной гидравлической бортовой крепью. //Уголь. 1992. -№ 10.

22. Васильев Л. Л. и др. Теплообменники-утилизаторы на тепловых трубах. Мн. : Наука и техника, 1987.

23. Васючков Ю.Ф., Селиванов Г.И., Янко С.В. Технология использования подземного сжигания угольных пластов. Уголь Украины. 198 9, № 12. - с.5-8.

24. Владимиров В.А. Движение и структура концентрированных вихрей. Сб.: Динамика неоднородной жидкости и сплошной среды. Вып. 42. Новосибирск: Изд-во института гидродинамики СО АН СССР, 1979.

25. Временная методика оценки фактической эксплуатационной и ремонтной технологичности очистных механизированных комплексов. М.: Минуглепром СССР, 1978, 88 с.

26. Гайдайчук М.С., Борисов Ю.В. Первый опытный участок «Подземгаз» на Дальнем Востоке. //Уголь. Р 4. 1985 .С. 37.

27. Галуцкий Г.М. Методические указания по анализу хозяйственной деятельности угольных предприятий. -М.: МГИ, 1982.

28. Гейер У., Хаариан К. P. XIV Всемирный горный конгресс и международная выставка горного оборудования 1990 года в Пекине //Глюкауф. 1990, - № 19/20, - с. 4-12.

29. Гетопанов В.Н., Рачек В.М. Проектирование и надежность средств комплексной механизации. М.: Недра, 1986. - 208 с.

30. Гилмор Р. Прикладная теория катастроф. М.: Мир, 1984.

31. Гринько Н.К. О направлении развития выемки угля без присутствия людей. Уголь, № 6, 1976, с. 11-27.

32. Гринько Н.К. Научно-технический прогресс в производительности труда состояние и перспективы. - Уголь, № 12, 1985.

33. Гринько Н.К., Архипов Н.А. Повышение технического' уровня угольной промышленности. М.: Недра, 1991, 220 с.

34. Гапанович Л.Н. и др. Рациональная технология отработки выемочных участков с ограниченными запасами угля //Горн. Механика и технология добычи угля: / Научные сообщения/: Сб./ ИГД им. А.А. Скочинского. М., 1989. - с. 202-232.

35. Гапанович Л.Н., Попов С.Ф. и др. Короткие комплексно-механизированные лавы за рубежом. М.: ДНИЭИуголь, 1990.

36. Гурьянов В.В. К вопросу о разработке перспективных направлений технического развития угольной промышленности. / Уголь 1992. -№ 5, с. 24-27.

37. Глузберг Е.И., Серов В.А. Оценка тепловых потерь из огневой выработки в окружающий массив / Физические процессы горного производства. Сб. Научн. трудов. JI. : ЛГИ, 1985. - с. 5964.

38. Делягин Г.Н., Лебедев В.Н., Пермяков Б.А. Теплогенерирующие установки. -М.: Стройиздат, 1986. 559 с.

39. Дмитрак Ю.В., Серов В.А. Обоснование создания установки удаления влаги из сыпучих материалов. Сб.: Оборудование для •комплексного использования сырья горного производства. - М.: МГИ, 1987. - с.27-31.

40. Дмитриев А.П., Гончаров С.А. Термодинамические- процессы в горных породах. М.: Недра, 1983. с. 164-178.

41. Елеверстоне J1. Одноштрековая отработка участка на шахте «Меахазм» //Colliery Guardian 1989. - 232, № 10. - с. 322-324, 326.

42. Елизаров Д.П. Теплоэнергетические установки электростанций. -М.: Энергоиздат, 1982. 264 с.

43. Епифанов А.А. Скваженный термосифонный теплообменник для утилизации теплоты газов подземного сжигания угля. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. М.: МГИ, 1992.

44. Журило А.А. Научное обеспечение решения проблемы минерально-сырьевого комплекса России. / Уголь, № 1. М. : 1995,- /-. г- -1с. зи-oi.-Z.&8

45. Зайденварг В.Е., Гепанович Л.Н., ■ Разумняк Н.Л. Направления развития технологии разработки пологих и наклонных пластов //Уголь. 1992. № 2. с. 9-14.

46. Золотарев Г.М. Прогрессивная технология разработки угольных пластов. /'/Горная механика и технология добычи угля: /Научн. сообщения /: Сб. /ИГД им. А. А. Скочинского. М., 1989. -с. 232-238.

47. Инструкция по определению показателей сопротивляемости 'углей разрушению при резании с помощью динамометрического сверла СДМ-1. М.: ИГД им. А.А. Скочинского, 1964.

48. Кантович Л.И. и др. Характер автокорреляционных функций нагрузок на долоте и в двигателе вращательно—подающего механизма буровых станков. Научные труды. М.: МГИ, 1974, с. 162-164.

49. Кантович Л.И. и др. Повышение эффективности станков шарошечного бурения с помощью анкерных устройств. В сб.: Горное оборудование -нового технического уровня. М. : МГИ, 1986, с. 5968.

50. Кантович Л.И., Григорьев С.М. Повышение надежности гидроцилиндров передвижения проходческих щитов. Международная конференция «Надежность и качество горных машин и оборудования» . 21-25 октября 1991 г. М.: МГИ, 1991, с. 91-94.

51. Картавый Н.Г. Перспективные направления развития выемочных машин автоматизированных комплексов и агрегатов. Научные труды М.: МГИ, 1974, с. 37-44.

52. Картавый Н.Г., Шаев Л.М., Серов В.А. Расположение рабочих органов угледобывающих комбайнов относительно опор. Сб. ГМиА № 10. М.: Недра, 1966.

53. Картавый Н.Г., Серов В.А. Опыт применения погрузочных устройств узкозахватных комбайнов . Сб.: Горн. Машины и автоматика, № 5. М.: Недра, 1969.

54. Картавый Н.Г., Серов В. А. Энергетические вопросы и проблемы /' Варианты использования ресурсов энергии в недрах. Разработки по проблеме «Углегаз». Ч. V. Под ред. В. В. Ржевского. М.: МГИ, 1985. - с. 30-36.

55. Картавый Н.Г., Серов В.А. Направления в создании подземных средств выемки угля нового технического уровня. Сб.: Повышение качества горного оборудования. - М. : МГИ, 1988 . - с.i .

56. Картавый Н.Г., Серов В.А. Направления повышения надежности угледобывающих комплексов. Сб.: Тезисы докладов международной конференции «Качество и надежность горных машин». -М.: МГИ, 1991. -с. 21-24,

57. Картавый Н.Г., Серов В.А. Направления повышения технико-экономических показателей механического оборудования приразработке угольных пластов средней мощности. Уголь, № 3. М. : Недра, 1992. - с.13-17.

58. Картавый Н.Г., Серов В.А., Жуков В. П. Передвижной комплекс для переработки сырья и отходов. Промышленность строительных материалов Москвы. № 7, 1991. -с. 17-19.

59. Картавый Н.Г., Серов В.А. Направления создания нового выемочного оборудования для угольных пластов средней мощности. -Известия ВУЗов. Горный журнал, № 1, 1993. с. 7 6-81.

60. Картавый Н.Г., Серов В.А. Направления совершенствования выемочного оборудования для угольных пластов средней мощности. Сборник трудов. //Польша, Гливице. 1993 г. с. 117-121.

61. Картавый Н.Г., Серов В.А. Ресурсосбережение при создании и эксплуатации угольных шахт. Сборник тезисов международной конференции. М.: МГГУ, 1995. с. 142-148.

62. Картавый Н.Г., Серов В.А. Совершенствование угледобывающих комплексов для пластов средней мощности. Сб-к трудов. /'/'М. : МГГУ, 1994. с. 95-98.

63. Картавый Н.Г., Серов В.А. Направление развития выемочного оборудования для угольных пластов средней мощности. В сб. «Инженерные проблемы разработки недр». Вып. 2. М. : «Нива России», 1996, с. 36-40.

64. Килячков А. П. Технология горного производства. М. : Недра, 1985.

65. Киржнер Ф.М. Технология выемки нарушенных угольных пластов. -Якутск.: ЯГУ, 1988.

66. Киржнер Ф.М., Скуба В.Н. Совершенствование технологии отработки нарушенных пластов. / Уголь № 4, 1982. -с.19-21.

67. Киржнер Ф.М. , Скуба В.Н., Козионов Е.М., Левкович П. С. Технология разработки нарушенных угольных пластов.- Якутск, 1983. -170 с.

68. Киржнер Ф.М. Оптимизация технологии выемки нарушенных пластов.- Новосибирск: Наука. Сиб. Отд-ние, 1989. 118 с.

69. Кириллин В.А. и др. Техническая термодинамика. М. : Энергия, 1974.

70. Клавдиенко М.Н., Цыплаков Б.В. и др. Сохранение выработок для повторного использования крепью усиления. / Уголь. 1992. - № 9, с. 24-25.

71. Клорикьян С.Х., Мышляев Б.К. К вопросу о классификации и выборе структурных схем механизированных крепей для лав пологих и наклонных пластов. /'/' Уголь. 1973. - № 4. - с. 8-13.

72. Клорикьян С.Х., Старичнев В.В. и др. Машины и оборудование для шахт и рудников. Справочник М. : МГГУ, 1994, -471 с.

73. Ковальчук А.Б. Технология совмещенной выемки и подготовки запасов угля очистными механизированными комплексами с присечными крепями. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. М.: МГИ, 1985.

74. Кожевников И.Ю. и др. Металлургия, технология угля и неметаллических полезных испопаемых. М.: Недра, 1984. - 327 с.

75. Коровкин Ю.А. Механизированные крепи очистных забоев.1. Т, X . ТТ 1 ЛЛЛ Л11п. ; педрс1, ±w<jr чи о.

76. Коршунов А.Н. и др. Эффективность применения новой конструкции шнекового исполнительного органа на узкозахватных комбайнах. //Экономика угольной промышленности. 1974. № 2. - с. 16-17.2.7Z

77. Красников Ю.Д., Солод С.В., Хазанов 'Х.И. Повышение надежности горных выемочных машин. М.: Недра, 1989, -215 с.

78. Красников Ю.Д. Оптимизация привода выемочных и проходческих машин. -М.: Недра, 1993.

79. Красников Ю.Д., Топорков А. А. и др. , Научно-технический прогресс при подземной добыче угля (Критерии, направления, реализация). М.: ВЗПИ, 1991. - 139 с.

80. Красников Ю.Д., Солод С.В., Постников В.И. Основы методики и результаты экспериментальных исследований динамики прогресса функционирования механизированного комплекса ОКП ИГД им. А.А. Скочинского, 1983, вып. 3, с.20-28.

81. Красников Ю.Д., Солод С.В., Топорков А.А. Повышение надежности функционирования забоев угольных шахт. М. : Недра , 1993. - 176 с.

82. Красников Ю.Д., Постников В.И., Топорков А. А. Стабилизация работы участков горных предприятий. М. : Недра, 1996. - 139 с.

83. Крейнин К.В., Федоров Н.А. и др. Подземная газификация угольных пластов. М.: Недра, 1982. 151 с.

84. Кроль Е.Т. Высокопроизводительное и надежное оборудование шахтерам. / Уголь 1995 - № 6, с. 18-25.

85. Кундель X. Выемка угля. М.: Недра, 198 6. - с. 7-18.

86. Кундель X. Механизация очистных работ в' каменноугольной промышленности ФРГ в 198 6-1987 гг. //'Глюкауф. 1987. № 18. - с. 8-20; 1988. -№ 9. - с. 3-10.

87. Куперман Л.И., Романовский С.А. и др. Вторичные энергоресурсы и энерготехнологическое комбинирование в промышленности. -К.: Высшая школа, 1986. 303 с.

88. Лазарев П.П. Энергия, ее источники на земле и ее происхождение. М.: АН СССР, 1959, 278 с.

89. Ласкорин В.Н., Барский Л.А., Персиц В.З. Безотходная технология переработки минерального сырья. Системный анализ. -М. : Недра, 1984, 334 с.

90. Лаумерт Г., Ройтер Э.У., Зеемитер А. Разработка и применение автоматизированных систем проектирования. / Глюкауф.1. Л Г\ Г\ Л лтп 1 . л л 1 j14. l . с. 4z"4 / .

91. Локшинский С.Г. и др. Направления разработки и внедрения электирических систем подачи очистных комбайнов. М. : ЦНИИЭуголь, изд. № ТО-146, 1991, 45 с.

92. Лор В. Короткие лавы на буроугольной шахте «Штольценбах» /Глюкауф. 1983. - № 13. - с. 18-25.27f

93. JIop В. Опыт разработки буроугольного пласта короткими лавами на шахте «Штольценбах» /Глюкауф. 1986. - № 1- - с. 2732.

94. Лурий В.Г., Михеев О.В., Никишичев Б.Г. Концепция и примеры синтеза технологий добычи и переработки угля. М. : МГИ, 1993.

95. Малышев Ю.Н.Зыков В.М. Теоретические предпосылки и методология реструктуризации угольной промышленности./ Уголь.1.-М.- 1996.- с.3-9.

96. Малышев Ю.Н., Михеев О.В. Новые технологические и технические решения подземной угледобычи. М. : МГГУ, 1993. - 70 с.

97. Малышев Ю.Н. Угольная промышленность России, ее состояние и перспективы. / Уголь, № 1, М.: 1995, с. 33-36.

98. Малышев Ю.Н., Михеев О. В. Геометрическое обоснование параметров технологических схем очистных работ в комплексно-механизированных и агрегатных забоях. М. : МГГУ, 1994. - 81 с.

99. Малышев Ю.Н.Братченко Б.Ф.Зыков В.М.Яновский А.Б. История и будущее угольной промышленности России./ Уголь. 3,-М. . 1997. с.26-38.

100. Методика расчета нагрузки на комплексно-механизированный забой. М. : ИГД им. А.А. Скочинского, Минуглепром СССР, 1976.

101. Методические указания по комплексной оценке качества проектов на строительство угольных предприятий. М. : МУЛ СССР, 1975 .-2 75'

102. Методические указания по оценке влияния разрывных нарушений на полноту выемки угля на шахтах Кузнецкого и Карагандинского бассейнов. Л.:' В НИМИ, 1972. -4 6 с.

103. Михайлов В. В. Энергоэкономическая оценка технологических процессов в промышленности. М. : Энергия, 198*0.

104. Михалицин В.А., Серов В.А., Бобков В.И. Шнековые исполнительные органы угольных выемочных машин для пологих пластов. Сб. № 2-67-8. М. : НИИинформтяжмаш, 1967. 45 с.

105. Михеев О.В., Малышев Ю.Н. и др. Технология очистных работ с перемещением по криволинейной траектории. М. : МГИ, 1993. - 101 с.

106. Морозов В.И., Сурина Н.В., Чуденков В.И. Оценка равноресурсности деталей очистных комбайнов. Сб. трудов. -М.: МГГУ, 1994, с. 42-46.

107. Морозов В.И., Скурвидас А.К. Обеспечение технологичности горного оборудования на заводах угольного машиностроения. Сб. трудов. -М.: МГГУ, 1994, с. 98-99.

108. Мучник Г.Ф. Упорядочный беспорядок, управляемая неустойчивость. Журнал «Химия и жизнь», № 5, 1984, с. 10-18.

109. Мышляев Б. К. Исследование и определение сопротивления механизированных крепей в зависимости от ширины поддерживаемого пространства лавы //Тезисы доклада на совещании о проблеме горного давления, 27-280576, ИГД СО АН СССР. — Новосибирск, 1976.

110. Мышляев Б.К., Топорков А.А. Зарубежные и отечественные комплексные крепи и опыт их применения. — М. : НИИинформтяжмаш,1 n,:o п с ~i^UU. ~ ^'J о.

111. Мышляев Б. К. Основные направления развития механизированных крепей для пологонаклонных пластов / / Вопросыгорного давления: Сб. науч. Тр. / СО АН СССР- Новосибирск, 1988.-Вып. 47. с. 3-8.

112. Мышляев Б.К. О классификации механизированных крепей // Уголь 1977. - № 5. - с. 41-43.

113. Мышляев Б.К. Оценка эффективности очистного оборудования /'/' Передовой производственный опыт и научно-технические достижения в угольной промышленности, рекомендуемые для внедрения: Информ. Сб. М. : ЦНИЭИуголь, 1990. - Вып. 5. -с. 17-23.

114. Наиболее важные отечественные и зарубежные научно-технические достижения в областии добычи угля подземным способом за 1989 г. М.: ЦНИЭИуголь, 1990. 272 с.

115. Околович М.Н. Проектирование электрических станций. М. : Энергоиздат, 1982. 400 с.

116. Орехов Д.М., Буров Г.Г., Вельтищев В.В. и др. Очистные механизированные комплексы ОКП. М.: Недра, 1981.

117. Орехов И.С., Куракин А.И., Олейник B.C. Разрушение угольной плиты изгибным ударом. Сб. научн. трудов. Тула: ИГД им. А.А. Скочинского, ПНИУИ, 1983, с. 31-35.

118. Орлов А.А., Баранов С.Г., Мышляев Б. К. Крепление и управление кровлей в комплексно-механизированных забоях. // -М.-: Недра, 1993. -284 с.

119. Основные положения применения механизированных комплексов в очистных забоях угольньгх шахт. М. : Минуглепром СССР, ИГД им. А.А. Скочинского, 1973.

120. ОСТ 12.47.001-73. Комбайны очистные. Выбор параметров и расчет сил резания и подачи на исполнительных органах. Методика. М.: Минуглепром СССР, 1973.

121. Отраслевая методика определения экономической эффективности новой техники и совершенствования производства в угольной промышленности. М.: ЦНИЭИуголь, 1973.

122. Павлов Д. О. О новой государственной политике в энергетике и развитие угледобывающих мощностей. /Уголь,' № 1, -М.: 1995, с. 36-38.

123. Позин Е.З. Сопротивляемость углей разрушению режущими инструментами. М.: Наука, 1972.-2-78

124. Подземная газификация углей с комплексной переработкой газа на химическую продукцию, Под ред. Аренса В.Ж. М. : ГИГХС, 1982.

125. Показатели надежности и недостатки комплексов оборудования с механизированными крепями, изготовленными в 19731974 гг. Руководящий материал. -М. : ИГД им. А.А. Скочинского, 1976.

126. Портяненко В.И., Моржухин А.В., Щербаков Н.И., Кривопуск В.К., Ермаков Ф.А. Очистные механизированные комплексы ОКП70. М.: Недра, 1984. - 168 с.

127. Портнов А.А.Куракин А.И. и др. Шахтные испытания крепи КСЛШ сопряжения лавы со штреками./Сборник ГМА.Выпуск 2(119) -М. . ЦНИИЗуголь. 197 0.-с.3-5.

128. Потапенко В.А., Грицаюк Б.И., Попов А.Г. Результаты шахтных испытаний экспериментальной крепи КПМ. Уголь 1992. - № 12 .14Ъ. Правила технической эксплуатации угольных и сланцевых шахт. П.: Недра, 1976. -303 с.

129. Пригожин И. Неравновесная статистическая механика. М. : 'Мир, 1964.

130. Прузнер С. Л. К вопросу о критерии эффективности капитальных вложений при использовании нетрадиционных источников энергии. / Нетрадиционные источники энергии. Научные труды, выи.til"! т.т . ti,tt-\7/r 1 лп 1это. — п. : ncvi, ±yo±.

131. Пугачев B.C. Введение в теорию вероятностей. М.: Недра, 1968. -368 с.14 9. Пучков Л.А. Развитие исследований по охране окружающей среды в горной промышленности. Горный информационно-аналитический бюллетень, вып. 3. -М.: МГИ, 1993, с. 14-17.

132. Радкевич Я.М. Методология' прогнозирования параметров горных машин (на примере очистных комбайнов). Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. М.: МГГУ, 1993, 279 с.

133. Ремонт и межремонтное техническое обслуживание комплексов ОМКТМ и 2МК. -М.: Минуглепром СССР, 1971.

134. Ржевский В.В. Проблемы горной промышленности и комплекса горных наук. -М. : МГИ, М.П. «Ладья», 1991. 243 с.

135. Разумняк Н.Л.Козловчунас Е.Ф.Петров А.И.Мышляев Б.К. Очистные работы на шахтах Российской Федерации.Справочное пособие.-М.Недра.1995.-159с.

136. Ржевский В.В., Серов В. А. Обзор существующего энергетического оборудования с целью возможного применения на предприятиях типа «Углегаз». М.: МГИ, 1985. - 107 с.

137. Романов П.Д., Момчилов B.C., Соколов С.И., Серов В. А. Проблемы создания комплексных средств осушения для шахт-новостроек: Сб. научн. тр. ИГД им. А.А. Скочинскох'о, ПНИУИ.т-> л г\ m1 nm -i п

138. Dbili . X У . — lyjld, X У / I . С. О"О.

139. Саратикянц С.А. Направления работ ДонУГИ в двенадцатой пятилетке //Уголь. 198 6. -№ 3.

140. Сафонов Д.Г., Серов В.А., Шаморкин Н.В., Дворецкий Н.М. Промышленные испытания угольного комбайна ATI. Сб.: № 2-67-9. -М. : НИИинформтяжмаш, 1967. -23-2 6.

141. Сафохин М.С., Коршунов А.Н. и др. Конструкция горных машин и комплексов для подземных работ. М.: Недра, 1972.-440 с.

142. Селиванов Г.И. Технология отработки некондиционных запасов угля. М.: МГИ, 1988. -25 с.

143. Селиванов Г.И., Косухкин Р.З., Руппенейт С.К. Экономическая эффективность использования углей в зоне эндогенных пожаров / Технология комплексного извлечения угля, газа, энергии, воды, породы: Сб. научн.-тр. М.: МГИ, 1988. с. 102-105.

144. Селиванов' Г.И. Обоснование и разработка технологии подземного сжигания угля для получения тепловой энергии. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. М.: МГИ, 1990. - 33 с.

145. Серов В. А. Новый очистной комбайн К-14Г и егопромышленное испытание. Сб. научн. тр. М.: МГИ, 1957.

146. Серов В.А., Буров Г.Г. Новая компоновка узкозахватного угольного комбайна. Сб. № 2-69-17, М.: НИИинформтяжмаш, 1969. с.13-16.

147. Серов В.А. Девяткин Н.М., Болдецов А.В. и др. Разработать техническое задание на станок комбинированного бурения скважин предварительного осушения. ВНТИцентр, деп. № Б879163. Отчет ПНИУИ, 1977.

148. Серов В.А., Соколов С.И. Создание комплексных средств осушения. Уголь, № 3. М.: Недра, 1980. -с. 25-27.

149. Серов Л.А., Почуев Ю.Г., Серов В. А. Стенд дляисследования перераспределения нагрузок между приводами посредством ЭМС. Сб. . Угольное машиностроение Р 3, — М. :

150. Т ТТ ТТДГЛТА, — ~ — т 1 то — О А

151. Горнотехнические условия подземного сжигания углей. Разработки по проблеме «Углегаз». Ч. IV. Под ред. В.В. Ржевского. М. : МГИ,1985. -с. 27-46.

152. Серов В.А. Самоорганизация технологических процессов и роботизация отдельных технических средств при извлечении угля. -Сб.: Горное оборудование нового технического уровня. М. : МГИ,1986. -с. 10-15.

153. Серов В.А.Совершенствование комплексов оборудования для выемки угля. Сб.: Совершенствование электромеханического оборудования. М.: МГИ, 1991. -с. 25-27.

154. Серов В.А., Гончаров Ю.А. Повышение эффективности процесса разделения сыпучих материалов. Промышленность строительных материалов Москвы. № 8, 1991. -с.3-5.

155. Серов В.А. Совершенствование скребковых конвейеров и очистных комплексов. Сб. трудов международной межвузовской конференции (19-23 октября 1992 г.). М. : МГИ, 1992, с.123-126.

156. Серов JI.A. Устройства управления и системырегулирования угледобывающих машин. -М. : Недра, 1995. 167 с.

157. Сканави А.Н. Отопление. М. : Сторойиздат, 1988. -416с.

158. Смирнов В. А. Процессы адаптации в развитии энергетики (вопросы теории и методики анализа) М.: Наука, 1983. -195 с. 186. Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети. - М. :

159. Знергои.здат, 1982. -360 с.

160. Солод В.И., Первов К.М. Основы проектированиявыемочных комплексов и агрегатов. -М.: МГИ, 1973.

161. Солод Г.И. Основы качества горных машин. М. : МГИ,1978.18 9. Солод Г.И., Черни А. В. Определение коэффициентаиспользования парка машин по функциональной мощности. Сб. трудов. М.: МГГУ, 1994, с.13-16.

162. Солод Г.И., Морозов В.И., Радкевия Я.М. и др. Оценка эксплуатационной технологичности очистных комбайнов при техническом обслуживании. Сб. трудов. М.: МГГУ, 1994, с.37-42.

163. Солод Г.И., Радкевич Я.М. Управление качеством горных машин. М.: МГИ, 1985.

164. Старичнев В.В. и др. Создание нового и модернизация действующего очистного оборудования // Уголь. — 1986. — № 10. —ос on о. ии У .

165. Старичнев В. В. Повышение технического уровня инадежности механизированных комплексов // Уголь. -1994.- № 8. с.32-34.

166. Строй А.Ф. Теплоснабжение сельских населенныхпунктов. -М.: Агропромиздат, 1985. 109 с.

167. Табаровский Г.М. и др. Опыт перемонтажа комплекса «Пиома» на шахте им. В.И. Ленина /Уголь. 1992. - № 6, с.3-7

168. Топчиев А. В. и др. Горные машины и комплексы. -М. : Недра, 1971. 560 с.

169. Трубецкой К.Н. Ресурсосберегающие технологии и их роль в экологии и рациональном природопользовании при освоении недр. Горный информационно-аналититческий бюллетень. Вып. 3.- -М . : МГИ, 1993, с. 8-13.

170. Тучков Е.Н. Малкин А.С. и др. Оценка качества проектов и технического уровня шахт. М.: Недра, 1979.

171. Федунец Б.И. Технология проведения горных выработок в крепких породах комбайнами /,/М. : МГИ, 1988. 106 с.2 00. Холопов Ю.П., Морозов В.И. и др. Монтаж, наладка идемонтаж очистных механизированных комплексов. М.: Недра, 1885. - 232 с.

172. Христолюбов В. Д., Скоробогатова Ji.M. Невзрывныеспособы разрушения горных пород. М.: МГИ, 19 91.202.' Худин Ю.Л., Глазов Д. Д., Мамантов С.В. Комплексно-механизированная выемка нарушенных угольных пластов. М. : Недра, 1985. - 198 с.

173. Чехместеренко Н.В. Изменчивость отжима угля по длине очистных забоев. /./Уголь 1992. - № 6, с. 3-7.

174. Шаргут Я., Петелла Р. Эксергия. М.: Энергия, 1968.

175. Шафраник Ю.К. Топливно-энергетический комплекс вэкономике России. Журнал «Горный вестник», № 1, М. : АГН и ИГД им. А.А. Скочинского, 1995, с.3-10.

176. Щадов М.И., Малышев Ю.Н. Угольная промышленность СССР-состояние и перспективы. //Глюкауф. 1991. № 3-4. С.5.

177. Эбелинг В. Образование структур при необратимыхпроцессах. -М.: Мир, 1979.

178. Эйген М. Самоорганизация материи и эволюциябиологических макромолекул. М.: МИР, 1976.

179. Ямщиков B.C., Шкуратник B.JT. Контроль процессовприигюдземной газификации угля. М.: МГИ, 1985. - 73 с.

180. Янченко Г. А. Тепловой баланс процесса подземной газификации угля. М.: МГИ, 1988. -42 с.

181. Янченко Г.А. Материальный баланс процесса подземной газификации угля. -М.: МГИ, 198 9. -57 с.

182. Яцких В.Г., Имас А.Д., Спектор Л.А. Горные машины и комплексы. М.: Недра, 1974. - 416 с.

183. А.с. 196019 (СССР). Погрузочное устройство дляугольных комбайнов /Буров Г.Г., Серов В.А. и др. 1967.

184. А.с. 231488 (СССР). Устройство для управленияочистным комбайном в вертикальной плоскости / Серов В. А., Мозжухин А.В., Рафальсон В.Д., Бобков В.И. 1968.

185. А. с. 286908 (СССР) . Устройство для натяжения цепи механизма подачи выемочной машины /' Селивохин Б.Н., Буров Г.Г., Серов В.А. и др. 1970.

186. Раушенбах М.Б., Серов В.А. -Б.И. № 22, 1976.zes

187. А.с.543748 (СССР). Шнековый рабочйй орган горного комбайна /Михалицин В.А., Бобков В.И., Серов В.А., Кальманович 3.3.- Б.И. № 3, 1977.

188. А.с. 564694 (СССР). Бесконтактная электромагнитная муфта / Серов Л.А., Серов В.А., Картавый Н.Г., Балаклейский С.П. Б.И. № 25, 1977.

189. А.с. 612044 (СССР). Секция механизированной крепи / Наместников Ю.И., Сытин М.В., Серов В.А. и др. Б.И. № 23, 1978.

190. А.с. 634 600 (СССР). Способ монтажа и демонтажа секций шахтной механизированной крепи в лаве / Глумов В.И., Буров Г.Г., Голованов В. В., Трубников В. П., Серов В. А. и др. Б. И. № 43, 1978.

191. А.с. 724765 (СССР). Устройство для удержания забоя от обрушения / Наместников Ю.И., Ермаков Ф.А., Пронин П.П., Серов В.А. и др. Б.И. № 12, 1980.

192. А.с. 846708 (СССР). Буровая установка / Серов В.А., Болдецов А.В., Соколов С.И., Момчилов B.C. Б.И. № 26, 1981.

193. А.с. 890776 (СССР). Устройство для промывки скважин / Серов В.А., Вальдман И.Я., и др. 1981.

194. А.с. 943878 (СССР). Измерительный трансформаторпостоянного тока /Почуев Ю.Г., Серов В. А. и др. Б. И. № 26, 1982.

195. А.с. 951541 (СССР). Устройство для защиты от перегрузки электродвигателя постоянного тока / Почуев Ю.Г., Серов В.А. и др. Б.И. № 30, 1982.

196. А.с. 1321050 (СССР). Установка для лабораторных исследований процессов горения и газификации угля в подземных условиях / Алексеев Г.С., Серов В.А. и др. 1989.1. Z&7

197. А.с. 1436563 (СССР). Способ переработки продуктов подземного сжигания угля / Ржевский В.В., Серов В. В. и др. 1988.

198. А.с. 1471648 (СССР). Устройство для утилизации тепла продуктов подземного сжигания угля / Мухиддинов Д.Н., Серов В.А. и др. 1988.

199. А.с. 1568658 (СССР). Пневмосушилка / Серов В.А., Картавый Н.Г., Бардовский А.Д. и др. 1990.

200. А.с. 1701404 (СССР). Пневмогравитационный сепаратор / Серов В.А., Гончаров Ю.И. и др. Б.И. № 48, 1991.

201. А.с. 1722618 (СССР). Пневмогравитационный сепаратор / Гончаров Ю.И., Серов В.А. и др. Б.И. № 12, 1992.

202. А.с. 1736632 (СССР). Пневмогравитационный сепаратор. / Серов В.А., Картавый Н.Г. и др. Б.И. №13, 1992.

203. Патент № 1520841 (РФ). Способ отсоОЗ продуктов подземного сжигания угля /Ржевский В.В.,- Серов В.А., Селиванов Г.И. и др. 1993.

204. Патент № 2049711 (РФ) . Угловой скребковый конвейер очистного комплекса /' Серов В.А., Картавый Н.Г., Трубников В.П., Гудилин М.С. 1995.

205. Патент 2101498 (РФ). Способ подземной добычи полезных ископаемых / Пучков Л.А.,Серов В.А.,Картавый К.Г. 1998