Докторская диссертация: Обоснование и разработка ресурсосберегающих технологий открытой угледобычи на карьерных и отработанных шахтных полях.

Актуальность работы. За период 2000-2017гг. объемы добычи угля в Российской Федерации выросли в 1,6 раза, в Кузбассе в 2,2 раза. Если до 2014 г. ежегодный прирост объемов добычи угля составлял в среднем около 5 млн. т., то с 2015 г. он увеличился более чем в 2 раза, причем, главным образом, за счет увеличения доли угля, добываемого открытым способом до 166 млн. т. в 2018г. – 66% от общего объема. В настоящее время при отработке преобладающих по численности наклонных и крутопадающих угольных месторождений Центрального и Северного Кузбасса используется углубочная продольная система открытой разработки с перемещением вскрышных пород на внешние отвалы по транспортной технологии. С момента ввода в эксплуатацию первых угольных разрезов в конце 40-х годов прошлого столетия, применение такой системы разработки обуславливает долю внешнего отвалообразования до 80-85 % на более чем 50 карьерных полях и связанной с относительно большими занимаемыми площадями. Изъятие площадей в 3-4 раза выше, чем по другим угольным бассейнам Российской Федерации, что предопределяет землеемкость до 55 га/млн.т. При этом доля затрат на перемещение вскрышных пород весьма высока и превышает, как правило, 40 % от полной себестоимости добычи полезного ископаемого. Один из путей снижения темпов изъятия земельных угодий при одновременном снижении затрат на разработку за счет сокращения расстояния перемещения вскрышных пород заключается в использовании сплошных поперечных систем открытой разработки со складированием вскрыши в выработанном пространстве. Анализ фактического состояния горных работ и проектных решений по угольным разрезам Кузбасса в части управления техногенным ресурсом выработанного пространства показывает, что они реализованы в единичных 7 случаях. К тому же, с позиции обоснованности принятых решений они зачастую базируются на морально устаревших нормативно-правовых документах, которые приводят к «шаблонности» технологических решений в связи с чем отсутствует достаточно полная их реализация в практической деятельности угольных разрезов. В научном плане состояние ресурсосберегающих технологий основывающихся на использовании выработанного пространства находится на концептуальном уровне и характеризуется не достаточно полной теоретической базой. Следует подчеркнуть, что известные технологические решения рассматривают нетронутые горными работами карьерные поля, либо в процессе эксплуатации фрагментарно используется блоковый порядок отработки с использованием колесных видов транспорта на перемещении вскрыши. Внешнее отвалообразование, как элемент ресурсосбережения, в целом не рассматривался до настоящего времени. Это является сдерживающим фактором внедрения ресурсосберегающих технологий, как в проектную, так и производственную практику. В связи с этим комплексное обоснование вариантов развития ресурсосберегающих технологий открытой разработки угольных месторождений Кузбасса, ориентированных на рациональное размещение вскрышных пород применительно к существующим карьерным полям угольных разрезов, включая ликвидированные участки шахт, отрабатываемые открытым способом, а также к перспективным месторождениям следует считать своевременным. Технологические решения будут способствовать повышению техникоэкономической эффективности открытых горных работ при одновременном снижении текущей землеемкости открытой угледобычи в Кузбассе. Работа выполнена в соответствии с тематическими планами кафедры «Открытые горные работы» «Кузбасского государственного технического университета имени Т. Ф. Горбачева», научно-исследовательскими работами для угольных объединений ОАО УК «Кузбассразрезуголь» и ЗАО «Стройсервис» (НИР № 143-2008, № 104-2010, № 112-2011, № 113-2014, №117- 2014).