Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал), 2010, № 1

СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД
К ПРОЕКТИРОВАНИЮ
И ОТРАБОТКЕ
УГОЛЬНЫХ
МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Г.И. Козовой
А.М. Рыжов
А.В. Федаш

УДК
ББК 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
К 59

622.33 
33.31 
К 59 
 
Книга соответствует «Гигиеническим требованиям к изданиям книжным для взрослых» СанПиН 1.2.1253-03, утвержденным Главным государственным санитарным врачом России 30 марта 2003 г. (ОСТ 
29.124—94). Санитарно-эпидемиологическое заключение Федеральной
службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия
человека № 77.99.60.953.Д.014367.12.09 
 
 
 
 
 
 
 
 
Козовой Г.И., Рыжов А.М., Федаш А.В. 

Системный подход к проектированию и отработке угольных

месторождений: Отдельные статьи Горного информационноаналитического бюллетеня (научно-технического журнала). —
2010. — № 1. — 40 с.— М.: Издательство «Горная книга» 

ISSN 0236-1493 

Рассмотрена актуальность реализации системного подхода для освоения угольных месторождений. Определены преимущества угля как
первичного энергетического ресурса. Определены нерешенные проблемы
для угледобывающих предприятий и основные направления их технологических решений. Дан анализ способов и форм технологического воспроизводства шахтного фонда адаптивный к рыночным условиям. Приведены и
обоснованы причины необходимости изменения проектной документации, 
а также определены основные проектные решения и установлены отклонения от нормативных документов при подготовке проектной документации для угледобывающих предприятий. Отражены результаты эксплуатационных испытаний механизированной крепи МКТ. Испытаниями подтверждена работоспособность крепи и обоснованность выбора на основе
её технических характеристик для дальнейшей эксплуатации. 

 
УДК 622.33

ББК 33.31

 
©  Г.И. Козовой, А.М. Рыжов, А.В. Федаш, 2010 
©  Издательство «Горная книга», 2010 
ISSN 0236-1493 

©  Дизайн книги. Издательство «Горная книга», 2010 

 
 

УДК 622.33.012:553.042   
 
 
 
        © А.В. Федаш, 2010 

ОБОСНОВАНИЕ АКТУАЛЬНОСТИ  
РЕАЛИЗАЦИИ СИСТЕМНОГО  
ПОДХОДА ДЛЯ ОСВОЕНИЯ  
УГОЛЬНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ 

Рассмотрена актуальность реализации системного подхода для освоения угольных месторождений. Определены преимущества угля как первичного энергетического ресурса. Определены нерешенные проблемы 
для угледобывающих предприятий и основные направления их технологических  решений. 
Ключевые слова: угольная промышленность, уголь, энергетический ресурс, шахта, стратегия. 

Состояние и динамика угольной промышленности в по
следние два века оказали существенное влияние на развитие 
мировой экономики, энергетическую безопасность и социальные условия жизни населения многих стран [1]. Несмотря на интенсивное увеличения объёмов добычи и потребления природного газа и нефти и снижение относительной доли угля в мировом энергетическом балансе до 23,5 % [1], а в 
России 11−18 % [2], абсолютный объём добычи в мире и 
основных угледобывающих странах неуклонно повышается 
(табл.). В последние 20 лет наметилась тенденция сокращения объёмов добычи в странах Европы и увеличения в развивающихся странах. Аналогичная тенденция наблюдается 
и в России, где производство топливно-энергетических ресурсов снижается в европейской части и увеличивается в 
азиатской части России.  

Опыт эксплуатации газопроводов, нефтепроводов и 

нефтеперерабатывающих предприятий подтверждает, что 
газ, нефть и их транспортные системы являются уязвимыми 
видами топлива в части нарушения эксплуатации объектов 
газовой и нефтяной промышленности при террористичес- 

Таблица 

Динамика объёмов добычи угля в основных  
угледобывающих странах [1, 3], млн т/год 

Страны 
2003 
2004 
2005 
2006 

Китай 
1722,0 
1992,3 
2204,7 
2380,0 

США 
972,3 
1008,9 
1026,5 
1053,6 

Индия 
375,4 
407,7 
428,4 
447,3 

Австралия 
351,5 
366,1 
378,8 
373,8 

Россия 
276,7 
281,7 
298,5 
309,2 

Южная Африка 
237,9 
243,4 
244,4 
256,9 

Германия 
204,9 
207,8 
202,8 
197,2 

Индонезия 
114,3 
132,4 
146,9 
195,0 

Польша 
163,8 
162,4 
159,5 
156,1 

Весь мир 
5187,6 
5585,3 
5886,7 
6195,1 

ких актах, землетрясениях, войнах и др. Последние техногенные катастрофы на атомных и гидравлических электростанциях (Чернобыльская, Саяно-Шушенская и др.) показали, что эти энергетические объекты также подвержены негативному влиянию внешних и внутренних воздействий человека и окружающей среды. Одним из направлений компенсации снижения производства электроэнергии в Сибири 
после катастрофы на Саяно-Шушенской ГЭС является введение в производство на полную мощность тепловых электростанций, потребляющих уголь. 

Нефть и газ являются геополитическими факторами 

мировой экономики, производство и потребление этих первичных энергетических ресурсов для каждой страны зависит от многих внешних и внутренних факторов, в том числе 
политических. В условиях нестабильности мировой экономической и политической ситуации, влияния непрогнозируемых форс-мажорных процессов, сокращения природных 
ресурсов нефти и газа, уголь был и остаётся, до периода 

промышленного применения альтернативных источников 
энергии, одним из наиболее надёжных источников топлива, 
энергии, химического сырья. Необходимость повышения 
объёмов добычи и накопления его резервных ресурсов подтверждена в энергетических программах развитых стран, в 
том числе в «Энергетической стратегии Российской федерации на период до 2020 года» [4]. 

Преимуществами угля как первичного энергетического 

ресурса по сравнению с нефтью и газом являются: 

• большие природные запасы угля в пределах 14810 

млрд л1 в мире и 157,010 млрд л1 в России, по прогнозам 
потребность промышленности и социальной сферы в угле 
может быть обеспечена на ближайшее тысячелетие [1]; 

• меньшие последствия у потребителей угля техноген
ных и природных катастроф на угледобывающих и углеперерабатывающих предприятиях, рассредоточенных во времени и пространстве регионов; 

• коэффициент использования угля при сжигании и 

переработке не превышает 0,6, то есть при реализации наукоёмких энергосберегающих технологий производства и 
экономии энергии потенциал угля как источника энергии 
должен повыситься. 

Однако уголь обладает существенными недостатками 

по сравнению с нефтью и газом, том числе: 

• повышенная экологическая опасность вследствие 

выбросов вредных и опасных газов, сбросов отходов производства в водоёмы и атмосферу, нарушения природного 
ландшафта [5]; 

• меньшая рентабельность предприятий, перерабаты
вающих или потребляющих угольную продукцию [6]; 

• высокий уровень травматизма на угледобывающих 

предприятиях, в России коэффициент частоты травматизма 
(случаев на 1 млн т добычи угля) со смертельным исходом 
изменялся в пределах 0,27−1,20 в период 1985−2006 гг. [3]. 

Основными причинами указанных недостатков являются: 
• сложность геотехнологической системы угледобы
вающего предприятия, обусловленная перемещением очистных и подготовительных забоев во времени и пространстве рабочих процессов с различным функциональным назначением при значительных отклонениях горно-геологических 
и горнотехнических параметров углепородного массива; 

• регламентированная последовательность выполне
ния операций и процессов в сложных изменяющихся в пространстве природных условиях, при отказе одного элемента 
геотехнологической системы снижается эффективность 
всей системы; 

• отсутствие эффективных и безопасных технологий 

разработки угольных месторождений с комплексным извлечением и использованием в качестве полезного ископаемого 
угля, метана, воды, металлов и других попутных полезных 
компонентов; 

• отсутствие эффективных технологий очистки под
земных минерализованных сточных вод, шахтной атмосферы [5]; 

• медленное внедрение в угольной промышленности 

достижений фундаментальных наук по роботизации технических устройств, дистанционному управлению технологическими процессами, новых способов и средств разрушения 
и транспорта пород, создания благоприятных санитарногигиенических условий для трудящихся на шахтах и разрезах, переработки угля в угледобывающих районах в мобильные источники энергии (электроэнергию, жидкое топливо и др.); 

• отсутствие государственной политики комплексного 

эффективного освоения недр крупных угольных месторождений с учётом интересов государства, регионов и инвесторов. 

За период 2000−2008 гг. [3, 7] произошли существенные 

улучшения основных технико-экономических показателей 
угольной промышленности. После 2005 года угольной промышленности придано «второе дыхание» за счёт адаптации 
новых отечественных и импортных технологий и технических устройств к горно-геологическим и горнотехническим 
условиям угольных месторождений России; внедрения автоматизированных систем управления производством, автоматизированного мониторинга параметров шахтной атмосферы (системы «МИКОН-1Р», Devis Derby, GRANCH 
SBTC-2), противопожарной защиты и оповещения людей 
при аварии; широкого применения выборочной отработки 
участков угольных пластов с коэффициентом извлечения 
менее 50 % и др. 

Существенное улучшение технико-экономических по
казателей достигнуто в основном угледобывающем бассейне России − Кузбассе. Согласно информации Администрации Кемеровской области [8] за период 1998−2008 гг. годовой объём добычи увеличился с 108,8 до 184,5 млн т, средняя нагрузка на очистной комплексно-механизированный 
забой в 2008 г. составила 4073 т/сутки (в России 3157 
т/сутки), среднемесячная производительность труда рабочего по добыче в 2008 г. достигла 177,7 т, в том числе на шахтах 134,5 и на разрезах 240,3 т. В 25 бригадах-миллионерах 
среднемесячная нагрузка на забой составила 84 тыс. т, бригадой В.И. Мельника в шахтоуправлении «Котинская» месячная нагрузка достигла 601 тыс.т. 

Несмотря на достигнутые на угледобывающих пред
приятиях России и Кузбасса высокие показатели, в настоящее время нерешёнными для угольных шахт и разрезов остаются следующие проблемы: 

1) отсутствие эффективной технологии проведения и 

эксплуатации вертикальных стволов привело к вскрытию 
угольных месторождений глубиной более 300 м наклонны

ми стволами, что существенно ограничивает возможность 
проветривания шахт по бремсберговой схеме (требования п. 
241 Правил безопасности [9]) и выход людей в аварийной 
ситуации; 

2) низкие темпы проведения подготовительных вырабо
ток по сравнению с темпами подвигания очистного забоя. В 
настоящее время возможность отработки на шахтах выемочных столбов длиной до 6 км ограничена темпами проведения подготовительных выработок, временем действия 
изолирующих самоспасателей (50−60 минут) при выходе 
людей из подготовительного забоя в аварийных ситуациях, 
техническими параметрами вентиляторов местного проветривания, что приводит к замораживанию инвестиций и увеличению периода их окупаемости; 

3) область эффективного применения системы разра
ботки длинными столбами с полным обрушением пород 
кровли ограничена пластами мощностью 1,2−4,0 м. Запасы 
угля пластов мощностью меньше 1,2 м, как правило, временно консервируются или переводятся в забалансовые; 

4) серьёзной проблемой является отсутствие эффектив
ной, пожаробезопасной технологии отработки мощных, 
склонных к самовозгоранию, угольных пластов. Вскрытие и 
подготовка таких пластов согласно требованиям «Правил 
безопасности в угольных шахтах» (ПБ 05-618-03) [9] должны осуществляться полевыми выработками, фактически эти 
требования нарушаются. Эффективность слоевой системы 
разработки мощных пластов весьма низкая, после отработки 
верхнего слоя уголь в нижних слоях временно консервируется. Ширина барьерных и профилактических противопожарных целиков между выемочными столбами составляет 
20−40 м, что приводит к снижению коэффициента извлечения угля; 

5) не решены проблемы отработки высоко газоносных 

пластов с природная метаноносностью более 13 м /т. Существующие способы и средства дегазации весьма не эффек