GEOTECHNOLOGY


Original Paper

 

UDC 622.272 © V.N. Fryanov1 , S.M. Nikitenko2 , L.D. Pavlova1 , Yu.V. Malakhov2,3, I.K. Shmakov1 , 2024

ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333 (Online) • Ugol’ – Russian Coal Journal, 2024, № 11S, pp. 157-164

DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2024-11S-157-164

Title

TECHNOLOGICAL SOLUTIONS FOR PREPARATORY MINING WITH REMOTELY CONTROLLED HYDRAULIC COAL EXCAVATION

 

Authors

V.N. Fryanov1 , S.M. Nikitenko2 , L.D. Pavlova1 , Yu.V. Malakhov2,3, I.K. Shmakov1

1 Siberian State Industrial University, Novokuznetsk, 654007, Russian Federation

2 Federal Research Center for Coal and Coal Chemistry, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, Kemerovo, 650065, Russian Federation

3 Institute of problems of comprehensive exploitation of mineral resources them academician N.V. Melnikov Russian Academy of Sciences, Moscow, 111020, Russian Federation  e-mail: ld_pavlova@mail.ru

Authors Information

Fryanov V.N. – Doctor of Engineering Sciences, Professor of the Departments of Geotechnology, Siberian State Industrial University, Novokuznetsk, 654007, Russian Federation

Nikitenko S.M. – Doctor of Economic Sciences, Associate Professor, Chief Researcher of the Laboratory of Coal Engineering, Federal Research Center for Coal and Coal Chemistry, Siberian Branch of Russian Academy of Sciences, Kemerovo, 650065, Russian Federation, e-mail: nsm.nis@mail.ru

Pavlova L.D. – Doctor of Engineering Sciences, Professor, Head of the Department of Applied Mathematics and Computer Science, Siberian State Industrial University, Novokuznetsk, 654007 Russian Federation, e-mail: ld_pavlova@mail.ru

Malakhov Yu.V. – Ph (Engineering), Head Engineer, Laboratory of Coal Engineering Science, Federal Research Center for Coal and Coal Chemistry, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, Kemerovo, 650065, Russian Federation, Senior researcher, Laboratory technological risks in the development of gas-bearing coal and ore deposits, Institute of problems of comprehensive exploitation of mineral resources them academician N.V. Melnikov Russian Academy of Sciences, Moscow, 111020, Russian Federation, e-mail: yv.malakhov@mail.ru

Shmakov I.K. – Postgraduate, Siberian State Industrial University, Novokuznetsk, 654007, Russian Federation

Abstract

Technological solutions have been developed for sinking and mining hard-to-recover coal seam reserves using multifunctional cyclic walking support (MCWS). Taking into account the complexity and variability of mining and geological conditions in areas with hard-to-recover reserves of coal seams, it is proposed to create a tunneling complex, including an MCWS, a fastener, and a hydraulic monitor. Technological solutions in the structure of the tunneling complex provide partial combination of the following operations: remote coal mining, movement of the MCWS, fastening of roof rocks, means of gravity transport of rock mass to the underground coal dewatering chamber. The design and parameters of the MCWS, the shape and dimensions of the development face, and technological solutions for the effective destruction of coal are substantiated.

Keywords

Preparatory workings, hydraulic excavation, modified walking type support, hydraulic breaker, hydraulic monitor, remote control.

References

1. Беликов В.В., Чавкин А.И. Проблемы и пути повышения эффективности проведения подготовительных выработок на угольных шахтах России // Уголь. 2009. № 3. С. 31-34. : http://www. ugolinfo.ru/ree/032009pdf (дата обращения: 15.10.2024). Belikov V.V., Chavkin .I. Problems and ways of increase of efficiency of carrying out of preparatory developments on collieries of ussia. Ugol’. 2009;(3):31-34. vailable at: http://www.ugolinfo.ru/ ree/032009pdf (accessed 15.10.2024). (In uss.).

2. Разработка технических требований к механизированной шагающей крепи в составе горнопроходческого комплекса / В.И. Клишин, Ю.В. Малахов, С.М. Никитенко и др. // Наукоемкие технологии разработки и использования минеральных ресурсов. 2020. № 6. С. 125-131. Klishin V.I., Malakhov u.V., Nikitenko S.M., nferov B.. evelopment of technical requirements for the mechanized walking support as a part of the tunneling machine. Naukoemkie tekhnologii razrabotki i ispol'zovaniya mineral'nykh resursov. 2020;(6):125-131. (In uss.).

3. Патент РФ № 2724816. Способ проведения подготовительной горной выработки и механизированная крепь для его осуществления / Клишин В.И., Анферов Б.А., Кузнецова Л.А., Никитенко С.М., Малахов Ю.В., Мефодьев С.И. Патентообладатель ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр угля и углехимии Сибирского отделения Российской академии наук». 2020. Бюл. № 18.

4. Малахов Ю.В. Обоснование параметров многофункциональной механизированной шагающей крепи: специальность 05.05.06 Горные машины: дис. …канд. техн. наук. Кемерово, 2022. 170 с.

5. Song S-M., Waldron K.J. Machines hat Walk. he daptive Suspension Vehicle. Cambridge, Massachusetts, ondon, England, MI Press, 1989, 314 p.

6. owe . ecade of mobile roof support application in the nited States. Paper in Proceedings, 17th International Conference on round Control in Mining, ed. by S.S. Peng (Morgantown, WV, ug. 4-6, 1998). ept. of Mining Engineering, WV niv., рp 187-201.

7. Maleki ., Owens J. nalysis of the interaction between mobile roof sup ports and mine strata: рaper presented at the conference on design and construction in mining, petroleum and civil engineering, Sao Paulo, Brazil. Escola Politecnica da niversidade de Sao Paulo, 1998, рр. 287-393.

8. S Patent 2,795,936 Sept. 30, 1952 Walking roof support. Warren . Blower, ranklin, and ichard . Ziegler, Seneca, Pa., assignors to Joy Manufacturing Company, Pittsburgh, Pa., a corporation of Pennsylvania. ppl., Serial No. 312,182 5 Claims. (Cl. 61-63).

9. S Patent 4,189,258 Maykemper et al., eb. 19, 1980 Walking mineroof support. ermann emscheidt Maschinenfabrik mb & Co., Wuppertal, ed. ep. of ermany.

10. S patent 3,435,620 Weirich et al., pr. 01, 1969 Walking mine roof support. Walter ewerk schaft Eisenhuette Westfalia, ltlunen, ermany C. E21d 11/00 .S. Cl. 61-45 7 Claims.

11. Никитенко С.М., Кубрин С.С., Малахов Ю.В. Обеспечение безопасности при внедрении новых технологий в проходческих и очистных забоях // Устойчивое развитие горных территорий. 2022. Т. 14. № 4(54). С. 615-622. Nikitenko S.M., Kubrin S.S., Malakhov u.V. Safety ensuring in the implementation of new technologies for tunneling and production faces. Ustojchivoe razvitie gornykh territorij. 2022;14(4):615-622. (In uss.).

12. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ № 2020618419. Программа для численного исследования нелинейной математической модели деформирования геомассива с учетом разномодульности горных пород / А.Б. Цветков, Л.Д. Павлова, В.Н. Фрянов; ФГБОУ ВО Сиб. гос. индустр. ун-т; Фед. служба по интеллект. собств.; дата регистр. 27 июля 2020.

13. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ № 2020618595. Программный комплекс для моделирования геомеханических процессов в структурно неоднородном геомассиве при взаимном влиянии системы подземных горных выработок / В.Н. Фрянов, Л.Д. Павлова, А.Б. Цветков; ФГБОУ ВО Сиб. гос. индустр. ун-т; Фед. служба по интеллект. собств.; дата регистр. 30 июля 2020.

14. Павлова Л.Д., Петрова Т.В., Фрянов В.Н. Математическое моделирование геомеханического состояния углепородного массива в окрестности сопряжений горных выработок: монография. Новокузнецк: СибГИУ, 2002. 202 с.

15. Указания по рациональному расположению, охране и поддержанию горных выработок на угольных шахтах. М.: Издательство «Горное дело» ООО «Киммерийский центр», 2011. 216 с.

16. Исследование взаимодействия многофункциональной шагающей крепи с массивом горных пород при проведении подземных выработок / В.И. Клишин, В.Н. Фрянов, Павлова Л.Д. и др. // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2021. № 3. С. 3-12. Klishin V.I., ryanov V.N., Pavlova .., Nikitenko S.M., Malakhov u.V. esearch into interaction of multifunctional walking support with the rock mass during underground excavations. Fiziko-tekhnicheskie problemy razrabotki poleznykh iskopaemykh. 2021;(3):3-12. (In uss.).

17. Шавловский С.С. Основы динамики струй при разрушении горного массива. М.: Наука, 1979. 175 с.

18. Протасов С.И., Поклонов Д.А. Экспериментальные исследования и обоснование целесообразности применения гидромониторов ГД-300 на разрезах Кузбасса // Горные науки и технологии. 2016;(2):14-23. https://doi.org/10.17073/2500-0632- 2016-2-14-23. Protasov S.I., Poklonov .. Experimental research and feasibility study for the use of -300 hydromonitors in Kuzbass mines. Gornye nauki i tekhnologii. 2016;(2):14-23. (In uss.). https://doi. org/10.17073/2500-0632-2016-2-14-23.

19. Гефт Ю.Б. Некоторые результаты исследований гидромониторной выемки на действующих гидрошахтах Кузбасса. В кн.: Вопросы гидравлической добычи угля. Труды ВНИИГидроугля. Выпуск XII. Новокузнецк, 1968. С. 87-89.

20. Оборудование и технологические схемы для подземной гидравлической добычи угля: каталог. М.: ЦНИЭИуголь, 1990. 71 с.

21. Результаты работы гидрошахт в Кузбассе за 1987 год. Новокузнецк: ВНИИгидроуголь, 1988. 100 с.

22. Keleman . educing Coal ust at the ace. Mining Congress Journal. 1971;47(9):112-6.

23. Nikonov .P. esearch into the Cutting of Coal by Small iameter igh Pressure WaterJets, Proceedings 12th Symposium ockMechanics, niversity of Missouri at olla, Nov. 1970.

24. Surender Kumara, Vijay wivedib, Sanjeev Kumar. ydro Jet System for Coal Minining. National Conference on Eco friendly Manufacturing for Sustainable evelopment. November 19-21, 2010, niversity, Mathura, .P., India.

Acknowledgements

The article was prepared with the financial support of the Ministry of Education and Science of Russia within the framework of the integrated scientific and technical program of the full innovation cycle, approved by the Order of the Government of the Russian Federation as of 11.05.2022 № 1144-r (Agreement № 075-15-2022-1190 as of 27.09.2022).

For citation

Fryanov V.N., Nikitenko S.M., Pavlova L.D.., Malakhov Yu.V., Shmakov I.K. Technological solutions for preparatory mining with remotely controlled hydraulic coal excavation. Ugol’. 2024;(11S):157-164. (In uss.). DOI:10.18796/0041-5790-2024-11S-157-164.

Paper info

Received September 15, 2024

Reviewed October 21, 2024

Accepted October 31, 2024

SPECIAL ISSUE




Hot from the press
Partners

Useful links
Banner rotation