ПОДЗЕМНЫЕ РАБОТЫ

Оригинальная статья

УДК 622.26:622.281.742:622.33.012.2(574) © А.А. Зейнуллин, Е.А. Абеуов, В.Ф. Демин, С.Б. Алиев, А.С. Кайназарова, А.С. Кайназаров, 2021

ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333 (Online) • Уголь № 2-2021 /1139/

DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2021-2-4-9

Название

Оценка способов поддержания горных выработок на основе применения анкерной крепи на шахтах Карагандинского угольного бассейна

Авторы

Зейнуллин А.А., доктор техн. наук, вице-президент, главный ученый секретарь КазНАЕН, 010000, г. Нур-Султан, Республика Казахстан, e-mail: karim_57@mail.ru

Абеуов Е.А., канд. техн. наук, кафедра «Разработка месторождений полезных ископаемых» КарТУ, 100027, г. Караганда, Республика Казахстан, e-mail: erkebulan69@mail.ru

Демин В.Ф., доктор техн. наук, профессор кафедры «Разработка месторождений полезных ископаемых» КарТУ, 100027, г. Караганда, Казахстан, e-mail: vladfdemin@mail.ru

Алиев С.Б., доктор техн. наук, профессор, академик НАН РК, ведущий научный сотрудник ИПКОН РАН, 111020, г. Москва, Россия, e-mail: alsamat@gmail.com

Кайназарова А.С., магистр техн. наук, PhD докторант, преподаватель кафедры «Разработка месторождений полезных ископаемых» КарТУ, 100027, г. Караганда, Республика Казахстан, e-mail: k.ainash.c@mail.ru

Кайназаров А.С., канд. техн. наук, заведующий кафедрой «Горное дело» Экибастузского инженерно-технического института им. академика К. Сатпаева, 141208, г. Экибастуз, Республика Казахстан, e-mail: armanayn@mail.ru

Аннотация

В статье рассмотрен опыт эксплуатации глубоких шахт, который показывает, что одной из важных проблем, требующей решения, является обеспечение устойчивости горных выработок. В результате исследования состояния горных выработок шахт со значительной глубиной ведения горных работ выявлено, что более 20% общей протяженности выработок, находится в неудовлетворительном состоянии. Ремонтом выработок занимается более 10% подземных рабочих. При перекреплении одного километра выработок расходуется более 70 т металла. Большую роль в поддержании выработок в рабочем состоянии играет крепь. Технология крепления горных выработок является совокупностью приемов и операций по возведению инженерных конструкций, предназначенных для обеспечения устойчивого состояния подземных сооружений в течение всего срока их службы. Учитывая то, что не только вмещающий горный массив влияет на крепь горных выработок, но и сама крепь оказывает обратное воздействие на протекание геомеханических процессов в массиве, вмещающем выработку, можно целенаправленно влиять на происходящие в нем процессы, выбирая различные конструкции крепей, меняя параметры установки крепи во времени и пространстве.

Одним из условий эффективной и безопасной работы при проведении подготовительных выработок на шахтах Карагандинского бассейна является обеспечение их устойчивости при минимальном расходе крепежных материалов. Исследования также показали, что крепи, выполненные из тяжелых профилей специального проката (арочная крепь), на больших глубинах, в условиях значительного напряженного состояния горного массива не в полной мере обеспечивают необходимую устойчивость и безремонтное поддержание выработок. Их возведение является плохо поддающимся механизации трудоемким процессом. Материалоемкость крепей снижает технико-экономические показатели проходки и, в значительной степени, сдерживает темпы проведения выработок.

Ключевые слова

Горно-геологические условия разработки, технология, проведение горных выработок, крепление горных выработок, способы и средства крепления, угольные шахты.

Список литературы

1. Зубов В.П. Ресурсосберегающие технологии подземной разработки пластовых месторождений // Горный журнал. 2017. № 4. С. 95-97.

2. Zubov V.P., Nikiforov A.V. Features of Development of Superimposed Coal Seams in Zones of Disjunctive Geological Disturbance // International Journal of Applied Engineering Research. 2017. Vol. 12. N 5. P. 765-768.

3. Установление параметров анкерного крепления в зависимости от горно-технологических условий эксплуатации выработок / С.Б. Алиев, В.Ф. Демин, В.В. Яворский и др. // Уголь. 2013. № 1. С. 69-72.

4. Каратаев А.Д., Демин В.Ф., Стефлюк Ю.Ю. Оценка влияния горно-технологических факторов и схемы работы анкера на эффективность применения анкерного крепления в выемочных выработках // Труды КарГТУ. 2014. № 1. С. 43–46.

5. Демин В.Ф., Немова Н.А. Оценка устойчивости капитальных и подготовительных выработок при создании технологических схем // Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук. 2019. Т. 6. № 1. С. 68–73.

6. Zubov V.P., Nikiforov A.V., Kovalsky E.R. Influence of geological faults on planning mining operations in contiguous seams // Ecology, Envinonment and Conservation. 2017. N 23 (2). P. 1176-1180.

7. Development of effective ways with the heaving of soil rocks in the preparatory workings of coal mines / V.F. Demin, V.V. Yavorsky, T.V. Demina et al. // Mining Journal. 2018. N 4. P. 56-60.

8. Evaluation of the effectiveness of the technological schemes use for mine workings to increase the stability of their contours / V.F. Demin, T.V. Demina, A.S. Kaynazarov et al. // Sustainable Development of Mountain Territories. 2018. Vol. 10. N 4. P. 606-617.

9. Stabilization of the ore quality in the underground development of Zhezkazganskoye deposit / A.S. Kaynazarov, A.Zh. Akpanbetova, A.S. Kaynazarova et al. // Sustainable Development of Mountain Territories. 2018. N 2 (36). P. 169-176.

10. Argument for a rational technology of filling operations at the Sekisovskoye deposit / L.A. Krupnik, Yu.N. Shaposhnik, V.F. Demin et al. // Physical and technical problems of mining. 2015. N 3. P. 72–81.

11. Развитие деформаций в почве при установке припочвенной анкерной крепи / А.С. Кайназаров, А.С. Кайназарова, А.Ш. Калмаганбетова и др. // Промышленность Казахстана. 2019. № 2 (106). С. 74 -77.

12. Управление геомеханическими процессами для повышения устойчивости углепородного массива / В.Ф. Демин, Н.А. Немова, Т.В. Демина и др. // Научный вестник НГУ. 2016. № 2. С. 5-10.

13. Исследования по выбору эффективных средств и способов крепления горных выработок / В.Ф. Демин, С.Б. Алиев, А.С. Кайназарова и др. // Горный журнал Казахстана. 2019. № 10. С. 18-22.

Для цитирования

Оценка способов поддержания горных выработок на основе применения анкерной крепи на шахтах Карагандинского угольного бассейна / А.А. Зейнуллин, Е.А. Абеуов, В.Ф. Демин и др. // Уголь. 2021. № 2. С. 4-9. DOI: 10.18796/0041-5790-2021-2-4-9.

Информация о статье

Поступила в редакцию: 12.11.2020

Одобрена рецензентами: 01.12.2020

Принята к публикации: 12.01.2021

РЕЦЕНЗИЯ

на статью: «Оценка способов поддержания горных выработок на основе применения анкерной крепи на шахтах Карагандинского угольного бассейна», авторы: Зейнуллин А.А., Абеуов Е.А., Демин В.Ф., Алиев С.Б, Кайназарова А.С., Кайназаров А.С.

Рецензент

Арыстан И.Д., кандидат техн. наук, профессор кафедры «Разработка месторождений полезных ископаемых» НАО КарТУ.

Рассмотрев представленную на рецензию рукопись, подтверждаю, что в материале не содержится информация с ограниченным доступом. В статье рассмотрен опыт эксплуатации глубоких шахт, который показывает, что одной из важных проблем, требующей решения, является обеспечение устойчивости горных выработок. При креплении пород кровли выработки в ней могут залегать различные по физико-механическим, прочностным и геометрическим параметрам слои приконтурных горных пород. При этом расслоения и зоны трещинообразования могут располагаться на различном расстоянии от контура выработки.

В результате исследования состояния горных выработок шахт со значительной глубиной ведения горных работ выявлено, что от общей протяженности более 20% выработок находится в неудовлетворительном состоянии. Ремонтом выработок занимается более 10% подземных рабочих. При перекреплении одного километра выработок расходуется более 70 т металла. Большую роль в поддержании выработок в рабочем состоянии играет крепь. Технология крепления горных выработок является совокупностью приемов и операций по возведению инженерных конструкций, предназначенных для обеспечения устойчивого состояния подземных сооружений в течение всего срока их службы.

Авторы статьи проделали огромную работу, выявлены закономерности изменения напряженно-деформированного состояния угля породных массивов (смещений, напряжений, зон трещинообразования) в зависимости от основных горно-геологических и горнотехнических факторов, что позволят в конкретных условиях эксплуатации устанавливать параметры крепления для повышения устойчивости подготовительных горных выработок.

Статья хорошо структурирована, выводы логичны, литература соответствует заявленной тематике. Статья «Оценка способов поддержания горных выработок на основе применения анкерной крепи на шахтах Карагандинского угольного бассейна» имеет определенную научную значимость, может быть полезна студентам, магистрантам, докторантам, соответствует всем предъявляемым требованиям и может быть рекомендована к опубликованию в журнале «Уголь».