Записки горного института, 2019, № 3

 

рецензируемый 
научный журнал 

ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР
В.С.Литвиненко, д-р техн. наук, профессор, академик Международной академии наук высшей школы, РАЕН, РАГН, МАНЭБ, ректор  
(Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия) 
 
ЗАМЕСТИТЕЛЬ ГЛАВНОГО РЕДАКТОРА  
В.Л.Трушко, д-р техн. наук, профессор, академик Международной академии наук высшей школы, РАЕН, РАГН, МАНЭБ,  зав. кафедрой механики 
(Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия)  

РЕДАКЦ ИОННАЯ КОЛЛЕ ГИЯ 

О.Е.Аксютин, д-р техн. наук, чл.-кор. РАН, член правления, начальник департамента (ПАО «Газпром», Москва, Россия) 
А.А.Барях, д-р техн. наук, профессор, чл.-кор. РАН, директор (Пермский федеральный исследовательский центр УрО РАН, Пермь, Россия) 
В.Н.Бричкин, д-р техн. наук, зав. кафедрой металлургии (Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия) 
Л.А.Вайсберг, д-р техн. наук, профессор, академик РАН, председатель Совета директоров и научный руководитель (НПК «Механобр-техника», Санкт-Петербург, Россия) 
С.Г.Гендлер, д-р техн. наук, профессор, академик РАЕН (Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия) 
О.М.Ермилов, д-р техн. наук, профессор, академик РАН, РАГН, зам. главного инженера по науке (ООО «Газпром добыча Надым» ПАО «Газпром», Надым, Россия) 
В.П.Зубов, д-р техн. наук, профессор, зав. кафедрой разработки месторождений полезных ископаемых (Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия)
М.А.Иванов, д-р геол.-минерал. наук, профессор (Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия) 
Г.Б.Клейнер, д-р экон. наук, профессор, чл.-кор. РАН, заместитель директора (Центральный экономико-математический институт РАН, Москва, Россия) 
Ю.Б.Марин, д-р геол.-минерал. наук, профессор, чл.-кор. РАН, президент (ООО «Российское минералогическое общество», Санкт-Петербург, Россия) 
С.С.Набойченко, д-р техн. наук, профессор, чл.-кор. РАН, заслуженный деятель науки и техники РФ, зав. кафедрой металлургии цветных металлов  
(Уральский федеральный университет, Екатеринбург, Россия) 
М.А.Пашкевич, д-р техн. наук, профессор, зав. кафедрой геоэкологии (Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия)  
Т.В.Пономаренко, д-р экон. наук, профессор, доцент (Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия) 
О.М.Прищепа, д-р геол.-минерал. наук, академик РАЕН, управляющий директор (АО «ВНИГРИ», Санкт-Петербург, Россия) 
А.Г.Протосеня, д-р техн. наук, профессор, зав. кафедрой строительства горных предприятий и подземных сооружений (Санкт-Петербургский горный университет, 
Санкт-Петербург, Россия) 
М.К.Рогачев, д-р техн. наук, профессор, зав. кафедрой разработки и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений (Санкт-Петербургский горный университет, 
Санкт-Петербург, Россия) 
В.Е.Сомов, д-р экон. наук, канд. техн. наук, академик РАЕН, директор (ООО «Кинеф», Кириши, Россия) 
А.Г.Сырков, д-р техн. наук, профессор (Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия) 
А.А.Тронин, д-р геол.-минерал. наук, врио директора (Санкт-Петербургский научно-исследовательский центр экологической безопасности РАН, Санкт-Петербург, Россия) 
А.Е.Череповицын, д-р экон. наук, профессор, зав. кафедрой организации и управления (Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия) 
Я.Э.Шклярский, д-р техн. наук, профессор, зав. кафедрой общей электротехники (Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия) 
В.А.Шпенст, д-р техн. наук, профессор, зав. кафедрой электроэнергетики и электромеханики (Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия) 
Олег Анцуткин, профессор (Технологический университет, Лулео, Швеция) 
Хал Гургенчи, профессор (Школа горного машиностроения Квинслендского университета, Брисбен, Австралия) 
Волли Калм, доктор наук, ректор (Тартуский университет, Тарту, Эстония) 
Анджей Краславски, профессор (Лаппеенрантский технологический университет, Лаппеенранта, Финляндия) 
Эдвин Кроке, д-р наук, профессор (Институт неорганической химии Фрайбергской горной академии, Фрайберг, Германия) 
Илпо Мутикайнен, научный сотрудник химического факультета (Хельсинский университет, Хельсинки, Финляндия) 
Павел Власак, профессор, зав. кафедрой механики жидкостей и дисперсных сред (Институт гидродинамики Чешской академии наук, Прага, Чехия) 
Габриэль Вейсс, доктор наук, профессор, проректор по научной и исследовательской деятельности (Технический университет, Кошице, Словакия) 
 

Журнал индексируется наукометрическими базами данных Scopus, Web of Science Core Collection в указателе научных журналов Emerging Sources Citation Index (ESCI),

Международным междисциплинарным каталогом журналов открытого доступа DOAJ 

 

Журнал включен в базу данных Российского индекса научного цитирования (РИНЦ)  Научной электронной библиотеки http://elibrary.ru 

и в международную реферативную базу данных GeoRef 

 

Журнал включен Высшей аттестационной комиссией РФ в действующий Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, 
 в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученых степеней доктора и кандидата наук 

 

Разделы

•Геология    •Горное дело    • Нефтегазовое дело    • Металлургия и обогащение    • Электромеханика и машиностроение 

•Геоэкология и безопасность жизнедеятельности    •Геоэкономика и менеджмент  

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ • 2019 

У ч р е д и т е л ь  С а н к т - П е т е р б у р г с к и й  г о р н ы й  у н и в е р с и т е т

Свидетельство о регистрации ПИ № ФС77-70453 от 20.07.2017
Лицензия ИД № 06517 от 09.01.02

Редакция:  начальник РИЦ В.Л.Лебедев;  редакторы:  Е.С.Дрибинская,  И.В.Неверова,  Н.И.Сочивко 

Компьютерная верстка:  В.И.Каширина,  Н.Н.Седых 

 

Издаются
с 1907 года 

ISSN 2411-3336

е-ISSN 2541-9404 

Подписной индекс в каталоге агентства

«Роспечать» 18067 

Адрес учредителя и редакции: 21-я линия, 2, Санкт-Петербург, Россия, 199106 
Тел. +7 (812) 328-8416;        факс +7 (812) 327-7359;  
Е-mail: pmi@spmi.ru              Сайт журнала: pmi.spmi.ru 

 Санкт-Петербургский горный университет, 2019 
Подписано к печати 25.06.2019. Формат 60  84/8. Уч.-изд.л. 29. 
Тираж 300 экз. Заказ 589. С 209. Отпечатано в РИЦ СПГУ. 

 

 

Содержание
 

250

Записки Горного института. 2019. Т. 237. С. 250 

СОДЕРЖАНИЕ 

 

Горное дело 

 

Алабьев В.Р., Новиков В.В., Пашинян Л.А., Бажина Т.П. Нормализация теплового режи-

ма протяженных тупиковых выработок при высоких температурах пород на основе шахтных 
передвижных кондиционеров ............................................................................................................     251 

Кашников Ю.А., Ермашов А.О., Ефимов А.А. Геолого-геомеханическая модель участка 

Верхнекамского калийного месторождения......................................................................................    259 

Левин Л.Ю., Семин М.А., Паршаков О.С. Совершенствование методов прогнозирования 

состояния ледопородного ограждения строящихся шахтных стволов с использованием распределенных 
измерений температуры в контрольных скважинах .................................................    268 

Маринин М.А., Хохлов С.В., Ишейский В.А. Моделирование режима протекания процесса 

сварки плоских листовых деталей взрывом.......................................................................................    275 

Рогов Е.А. Разработка состава технологической жидкости для ликвидации прихвата бу-

рильного инструмента ........................................................................................................................    281 

Соколов И.В., Смирнов А.А., Рожков А.А. Технология взрывной отбойки крепких ценных 

руд при веерном расположении скважин............................................................................................    285 

 

Металлургия и обогащение 

 

Лебедев А.Б., Утков В.А., Халифа А.А. Использование спеченного сорбента для удаления 

сероводорода из отходящего промышленного газа при грануляции металлургических шлаков....    292 

Сизяков В.М., Литвинова Т.Е., Бричкин В.Н., Федоров А.Т. Современное физико-

химическое описание равновесий в системе Na2О-Al2O3-H2O и ее аналогах...................................    298 

Черемисина О.В., Шенк Й., Черемисина Е.А., Пономарева М.А. Темодинамическая мо-

дель ионообменных процессов на примере сорбции церия из сложносолевых растворов..............    307 

 

Электромеханика и машиностроение 

 

Пирог С., Шклярский Я.Э., Скамьин А.Н. Идентификация местоположения нелинейной 

электрической нагрузки......................................................................................................................    317 

Сафиуллин Р.Н., Афанасьев А.С., Резниченко В.В. Концепция развития систем монито-

ринга и управления интеллектуальных технических комплексов ....................................................    322 

Труфанова И.С., Сержан С.Л. Повышение эффективности транспортирования ленточным 

конвейером с промежуточным приводом..........................................................................................    331 

Шишлянников Д.И., Романов В.А., Звонарев И.Е. Определение наработки и остаточного 

срока службы шахтных самоходных вагонов калийных рудников на основании данных комплексного 
контроля ............................................................................................................................    336 

 

Геоэкономика и менеджмент  

 

Буренина И.В., Авдеева Л.А., Соловьева И.А., Халикова М.А., Герасимова М.В. Совер-

шенствование методического подхода к планированию мероприятий по гидроразрыву пласта 
на нефтяных месторождениях............................................................................................................    344 

Недосекин А.О., Рейшахрит Е.И., Козловский А.Н. Стратегический подход к оценке эко-

номической устойчивости объектов минерально-сырьевого комплекса России................................    354 

Федосеев С.В., Цветков П.С. Ключевые факторы общественного восприятия проектов 

захвата и захоронения углекислого газа ............................................................................................    361 

 

 

DOI: 10.31897/PMI.2019.3.251 
В.Р.Алабьев, В.В.Новиков, Л.А.Пашинян, Т.П.Бажина
Нормализация теплового режима протяженных тупиковых выработок… 

251

Записки Горного института. 2019. Т. 237. С. 251-258  ● Горное дело 

УДК 622.413.4 
 

Нормализация теплового режима протяженных тупиковых  

выработок при высоких температурах пород  

на основе шахтных передвижных кондиционеров 

 

В.Р.АЛАБЬЕВ , В.В.НОВИКОВ, Л.А.ПАШИНЯН, Т.П.БАЖИНА 
Кубанский государственный технологический университет; Краснодар, Россия 

 
Тепловые условия труда на глубоких шахтах Донбасса являются основным сдерживающим фактором 

развития угледобычи в регионе. Горные работы на многих шахтах осуществляются у нижних технических 
границ на глубине почти 1400 м с температурой пород 47,5-50,0 °С. Температура воздуха в рабочих забоях 
значительно превышает допустимые правилами безопасности нормы. Наиболее тяжелые климатические условия 
складываются в забоях тупиковых подготовительных выработок, где температура воздуха составляет 
38-42 °С. Это обусловлено принятыми системами отработки угольных пластов, значительной удаленностью 
рабочих забоев от основных вскрывающих воздухоподающих выработок, сложностью в обеспечении тупиковых 
выработок расчетным количеством воздуха в связи с отсутствием вентиляторов местного проветривания 
нужной номенклатуры. 

Для обеспечения термодинамической безопасности шахтой им. А.Ф.Засядько принят к разработке про-

ект центральной системы охлаждения с наземным расположением холодильных машин абсорбционного типа 
суммарной мощностью 9 МВт с реализацией принципа три генерации (выработка холодильной, электрической 
и тепловой энергии). Однако длительные сроки проектных и строительно-монтажных работ обусловили 
необходимость применения в тупиковых подготовительных забоях передвижных кондиционеров. Использование 
таких кондиционеров не требует значительных капитальных затрат, а сроки ввода их в эксплуатацию 
не превышают нескольких недель.  

Применение передвижного кондиционера типа КПШ холодильной мощностью 130 кВт позволило пол-

ностью нормализовать тепловые условия труда в забое тупиковой выработки длиной 2200 м, проводимой на 
глубине 1220-1377 м при температуре вмещающих пород 43,4-47,5 °С. Это стало возможным благодаря максимальному 
приближению кондиционера к забою выработки в комбинации с использованием высоконапорного 
вентилятора местного проветривания и вентиляционных труб, обеспечивающих проводимую выработку 
расчетным количеством воздуха. Использование кондиционера не позволило в полной мере нормализовать 
тепловые условия по всей длине тупиковой выработки, но снизило остроту проблемы нормализации теплового 
режима и обеспечило ввод в эксплуатацию очистного забоя. 

 
Ключевые слова: шахта; тепловой режим; искусственное охлаждение; температура воздуха; темпера-

тура пород; шахтный передвижной кондиционер; тупиковая подготовительная выработка; вентилятор местного 
проветривания; вентиляционный трубопровод 

 
Как цитировать эту статью: Нормализация теплового режима протяженных тупиковых выработок 

при высоких температурах пород на основе шахтных передвижных кондиционеров / В.Р.Алабьев, 
В.В.Новиков, Л.А.Пашинян, Т.П.Бажина // Записки Горного института. 2019. Т. 237. С. 251-258 
DOI: 10.31897/PMI.2019.3.251 

 
 
Введение. Развитие подземной добычи угля в Донбассе связано с необходимостью освоения 

глубины разработки 1400-1500 м, использования высокопроизводительной горной техники и в 
значительной мере зависит от решения вопросов комплексной безопасности при освоении минерально-
сырьевых и пространственных ресурсов недр [2]. Увеличение глубины разработки неизбежно 
сопровождается увеличением температуры вмещающих пород, что порождает проблему 
нормализации микроклиматических условий труда на рабочих местах. Так, например, на шахте 
им. А.Ф.Засядько (одна из наиболее крупных шахт региона) при отработке центральной части 
пласта m3 на глубине свыше 1200 м при естественных условиях формирования микроклимата 
температура воздуха в очистных забоях составляла 32-34 °С, а в подготовительных – 40-44 °С, 
что значительно превышает допустимые Правилами безопасности нормы [6]. Дальнейшее успешное 
освоение угольных ресурсов на больших глубинах будет зависеть от решения вопросов 
аэрологической безопасности (составная часть комплексной безопасности), а точнее, термодинамической 
безопасности, определяющей санитарно-гигиенические нормы на рабочих местах [2]. 

Высокая температура воздуха в горных выработках шахт Донбасса обусловлена следую-

щим: температура горного массива на достигнутых глубинах составляет 43,4-47,5 °С; высокая 
энерговооруженность добычных и проходческих участков; значительная удаленность рабочих 
забоев от основных вскрывающих воздухоподающих выработок (до 4,5 км); сложность в обеспе-

 

 

В.Р.Алабьев, В.В.Новиков, Л.А.Пашинян, Т.П.Бажина
Нормализация теплового режима протяженных тупиковых выработок… 

DOI: 10.31897/PMI.2019.3.251 

 

252

Записки Горного института. 2019. Т. 237. С. 251-258  ● Горное дело 

чении тупиковых подготовительных забоев расчетным количеством воздуха при подготовке к 
выемке длинных столбов по простиранию (2000 м и больше) в связи с отсутствием вентиляторов 
местного проветривания (ВМП) нужной номенклатуры и средств доставки воздуха в забои (вентиляционных 
труб) отечественного производства; применение подземных передвижных компрессорных 
установок для обеспечения сжатым воздухом основных и вспомогательных технологических 
процессов. 

Ведение очистных и проходческих работ в недопустимых климатических условиях приво-

дит к тепловым ударам и росту сердечно-сосудистых заболеваний среди шахтеров [4]. За работу 
в условиях высоких температур горнорабочие обеспечиваются дополнительными оплачиваемыми 
отпусками; доплатами к заработной плате; компенсационными выплатами по причине временной 
и частичной потери трудоспособности вследствие тепловых ударов. 

Для улучшения и нормализации тепловых условий в горных выработках шахт регулярно 

осуществляются горнотехнические мероприятия: оптимизация вентиляционной сети выработок с 
целью сокращения путей движения свежего воздуха к рабочим забоям; увеличение расхода воздуха, 
подаваемого на проветривание очистных и подготовительных выработок, до значений, соответствующих 
максимально допустимой скорости воздуха; перенос подземных передвижных 
компрессорных и энергетических установок из выработок со свежей струей во вспомогательные 
выработки с подсвежающей струей; увеличение подвижности воздуха на рабочих местах с помощью 
пневмоэжекторов, например HD150 (Германия) [14]; осушение основных воздухопо-
дающих выработок и др. Выполнение указанных мероприятий на шахтах позволяет снизить температуру 
в отдельных рабочих забоях на 2-3 °С, однако полная нормализация тепловых условий 
труда на достигнутой глубине мерами только горнотехнического характера невозможна.  

Опыт угледобывающих стран Европы (Германия, Польша, Чехия) показывает, что основным 

способом нормализации климатических условий в рабочих забоях угольных шахт является искусственное 
охлаждение воздуха [1]. В этих странах широко применяют как подземные стационарные 
и передвижные системы охлаждения [8, 12], так и системы охлаждения с поверхностным 
расположением холодильных станций с использованием технологии P.E.S. (pressure exchange 
system), обеспечивающей снижение (повышение) гидростатического давления воды в трубопроводной 
системе без разрыва сети и потери холодопроизводительности [11]. При этом в составе 
поверхностных холодильных станций помимо обычных фреоновых парокомпрессионных холодильных 
машин применяют и абсорбционные холодильные машины. В этом случае на угледобывающих 
предприятиях реализуется принцип тригенерации: выработка электроэнергии, тепловой 
энергии и холода из сопутствующего углю газа метана, что приводит к существенной экономии 
топливно-энергетических ресурсов. 

При изучении возможности применения искусственного охлаждения воздуха на большой 

глубине, например по пласту m3 шахты им. А.Ф.Засядько, установлено, что холодопотребность 
одного очистного и подготовительного забоя в неблагоприятный период отработки (летний период 
у границ шахтного поля) составит 2000 и 500 кВт соответственно при условии обеспечения 
температуры воздуха в забое не выше 26,0 °С [6]. Расчет температуры воздуха и холодопотреб-
ности рабочих забоев осуществлялся по методике [5]. Принимая, что в одновременной работе по 
пласту m3 будут находиться две лавы и до шести подготовительных выработок, получим суммарную 
холодопотребность всех рабочих забоев на достигнутой глубине порядка 7,0 МВт.  

При рассмотрении вариантов выработки и доставки искусственного холода к местам по-

требления принято во внимание, что на шахте им. А.Ф.Засядько уже функционировала когенера-
ционная станция для выработки электроэнергии при утилизации шахтного дегазационного метана 
и имелась избыточная горячая вода с температурой 96 °С и расходом 100-150 м3/ч. В связи с 
этим было принято решение о строительстве центральной системы охлаждения мощностью 
9,0 МВт с наземными холодильными машинами абсорбционного типа и использованием технологии 
P.E.S для подачи хладоносителя (вода с температурой +2,0 °С) к участковым воздухоохладителям [
11]. Отвод теплоты конденсации холодильного агента также планировалось осуществлять 
на поверхности: в летний период в градирнях, в зимний – с использованием технологии 
«free cooling». 

С учетом масштаба и сложности поставленной задачи сроки ввода в эксплуатацию цен-

тральной системы охлаждения составят 4-5 лет с объемом финансирования до 20 млн евро.  

 

 

DOI: 10.31897/PMI.2019.3.251 
В.Р.Алабьев, В.В.Новиков, Л.А.Пашинян, Т.П.Бажина
Нормализация теплового режима протяженных тупиковых выработок… 

253

Записки Горного института. 2019. Т. 237. С. 251-258  ● Горное дело 

Это обусловлено необходимостью: разработки проекта кондиционирования воздуха; сертификации 
зарубежного холодильного оборудования; строительства поверхностного комплекса для 
размещения абсорбционных холодильных машин; выполнения значительного объема горно-
капитальных работ по подготовке к размещению холодильного и вспомогательного оборудования; 
монтажа основного и вспомогательного оборудования как на поверхности, так и под землей; 
прокладки сети трубопроводов на поверхности, в воздухоподающем стволе, в горных выработках (
до 5 км). Для снятия остроты проблемы нормализацию климатических условий в наиболее 
«температурном» забое шахты им. А.Ф.Засядько – конвейерном ходке восточной уклонной лавы 
№ 3 пласта m3 (далее конвейерный ходок), температура воздуха в котором уже достигала 
36,0-38,0 °С, было решено осуществить с помощью локальных средств охлаждения – шахтного 
передвижного кондиционера КПШ130 с мощностью охлаждения 130 кВт производства ОПО 
«Холодмаш» (г. Одесса, Украина) [3]. 

Постановка проблемы. Целью данной работы является обобщение опыта применения пе-

редвижного кондиционера для нормализации температурных условий труда в забое тупиковой 
подготовительной выработки большой протяженности, проводимой на глубине при температуре 
вмещающих пород до 50,0 °С. 

Методология. Анализ фактического состояния теплового режима по действующему пласту 

m3 шахты им. А.Ф.Засядько и определение перспектив его нормализации на основе передового 
мирового опыта. Экспериментальное исследование теплового режима тупиковой выработки протяженностью 
свыше 2000 м, проводимой на глубине при температуре пород до 50,0 °С, и его оптимизация 
с применением шахтного передвижного кондиционера. 

Обсуждение. Конвейерный ходок сечением 22,0 м2 проходился комбайновым способом на 

глубине 1220-1377 м при температуре вмещающих пород 43,4-47,5 °С по пласту m3. Пласт опасен 
по пыли, внезапным выбросам угля и газа, склонен к самовозгоранию. Проектная длина выработки 
составляла 2200 м (1900 м уклонная часть и 300 м монтажный ходок восточной уклонной 
лавы № 3). На момент внедрения кондиционера КПШ130 длина выработки составляла 
1600 м. При максимальной длине выработки ожидаемая температура воздуха в летний период 
года при естественном режиме ожидалась свыше 40,0 ºС. 

До внедрения кондиционера КПШ130 выработка проветривалась вентилятором местного 

проветривания (далее – ВМП) ES9-500 производства компании Corfmann [10]. Фактический расход 
воздуха на проветривание забоя составлял 400 м3/мин (при расчетном значении 330 м3/мин). 
Диаметр вентиляционного трубопровода составлял 1200 мм на первых 300 м выработки, далее к 
забою был протянут вентиляционный трубопровод диаметром 1000 мм. В выработке были проложены 
противопожарный трубопровод и трубопровод водоотлива диаметром 150 мм каждый. 

Подземный передвижной кондиционер КПШ130 с взрывобезопасным электрооборудовани-

ем предназначен для охлаждения и осушения воздуха, подаваемого преимущественно в тупиковые 
подготовительные выработки глубоких шахт и рудников. Кондиционер состоит из двух блоков: 
компрессорно-конденсаторного и воздухообрабатывающего. Оба блока имеют устройства 
для установки на унифицированные колесные пары для колеи 900 мм, что позволяет транспортировать 
кондиционер по рельсовым путям в горизонтальных и наклонных выработках к месту 
эксплуатации (рис.1).  

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

а 
б 

Рис.1. Шахтный передвижной кондиционер КПШ130: а – компрессорно-конденсаторный и воздухоохлаждающий блоки; 

б – рабочее положение кондиционера в выработке 

 

 

В.Р.Алабьев, В.В.Новиков, Л.А.Пашинян, Т.П.Бажина
Нормализация теплового режима протяженных тупиковых выработок… 

DOI: 10.31897/PMI.2019.3.251 

 

254

Записки Горного института. 2019. Т. 237. С. 251-258  ● Горное дело 

Кондиционер КПШ130 автоматизирован и имеет все виды необходимых защит. Высокая 

степень заводской готовности позволяет монтировать и вводить кондиционер в эксплуатацию 
специалистами шахтных служб кондиционирования воздуха. Учитывая, что вентиляционная 
струя в трубопроводе характеризуется низкими абсолютными и относительными показателями 
влажности воздуха, ожидаемое снижение температуры воздуха в забое при работе кондиционера 
КПШ130 составит 8-10 ºС. Основные технические характеристики кондиционера следующие: 

 

1. Тип машины………………………………………………………Компрессионная, одноступенчатая, непосредственного 

испарения, с водяным охлаждением конденсатора,  
автоматизированная 

2. Холодильный агент (масса заправки, кг)……………………….R22 (602) 
3. Масло смазочное…………………………………………………Bitzer B5.2 

Масса заправки, кг (в том числе компрессор, кг)…………..9,00,5 (5,00,5) 

4. Холодопроизводительность, кВт………………………………..

Параметры воздуха, поступающего на воздухоохладитель:

130 

Температура, °С…………………………………………..321 
Относительная влажность, %……………………………705 
Расход, м3/с………………………………………………. 3,890,14 

Параметры воды, поступающей на конденсатор: 
 

Температура, °С…………………………………………..351 
Расход, м3/ч………………………………………………. 200,5 

5. Отклонение холодопроизводительности, %: 
 

в сторону уменьшения………………………………………. 7 
в сторону увеличения………………………………………...Не нормируется 

6. Потребляемая мощность при параметрах по п.4, кВт…………36,52,55 

Максимальная потребляемая мощность, кВт……………… 40,5 

7. Потеря напора воздуха в воздухоохладителе при расходе 
3,88 м3/с, Па, не более………………………………………………

 
980 

8. Гидравлическое сопротивление конденсатора при расходе 
20 м3/ч, Па, не более………………………………………………..

 
14000 

9. Масса сухая, кг, не более: 
 

блока воздухообрабатывающего…………………………….1000 
блока компрессорно-конденсаторного……………………...1650 
комплекта монтажных частей………………………………. 225 

10. Габаритные размеры блока, мм: 
 

воздухообрабатывающего……………………………………2255×900×1400 
компрессорно-конденсаторного……………………………. 2435×900×1250 

 

Для охлаждения воздуха кондиционер КПШ130 был установлен в забое конвейерного ходка 

в конечной точке рельсового пути. Учитывая незначительную холодильную мощность кондиционера, 
для достижения наибольшего охлаждающего эффекта в забое и снижения общего аэродинамического 
сопротивления вентиляционного трубопровода воздухоохлаждающий блок кондиционера 
встраивался в трубопровод на минимально возможном расстоянии от его конца. Согласно 
принятой на шахте технологии проходки горных выработок такое расстояние составило 
50 м. По мере подвигания забоя кондиционер перемещался на новое место, а вентиляционный 
трубопровод наращивался на длину звена трубопровода – 40 м (или два звена по 20 м). Таким 
образом, максимальное удаление кондиционера от забоя выработки составляло не более 90 м, а 
шаг передвижки – 40 м. Использование кондиционера в выработке при оконтуривании восточной 
уклонной лавы № 3 двумя параллельными тупиковыми выработками представлено на рис.2. 

Согласно технической характеристике кондиционера КПШ130 потеря напора в воздухооб-

рабатывающем блоке при номинальном расходе составляет 980 Па. В этом случае требуемый 
расход воздуха в забое действующим вентилятором ES9-500 на проектной длине обеспечен не 
будет. Для решения этой проблемы вентилятор ES9-500 был заменен на высоконапорный вентилятор 
dGAL9-500/500 производства компании Corfmann с аппаратурой плавного пуска, предотвращающей 
разрыв вентиляционного става при пуске вентилятора [10]. Для улучшения качества 
вентиляционного трубопровода и снижения утечек воздуха по его длине часть вентиляционных 
трубопроводов в выработке, начиная от ВМП, была заменена на трубопроводы компании 
Schauenburg (Германия) [13], отличающиеся более плотным материалом, что уменьшает коэффициент 
утечек: спиральный трубопровод с шагом 75 мм диаметром 1200 мм – 100 м; гибкий 
трубопровод диаметром 1200 мм – 300 м; гибкий трубопровод диаметром 1000 мм – 700 м.  

 

 

DOI: 10.31897/PMI.2019.3.251 
В.Р.Алабьев, В.В.Новиков, Л.А.Пашинян, Т.П.Бажина
Нормализация теплового режима протяженных тупиковых выработок… 

255

Записки Горного института. 2019. Т. 237. С. 251-258  ● Горное дело 

В табл.1 приведены параметры работы ВМП dGAL9-
500/500 на вентиляционную сеть, рассчитанную для 
труб компании Schauenburg диаметром 1000 мм с 
кондиционером КПШ130, расположенным в 100 м от 
конца вентиляционного трубопровода. 

Для сокращения сроков ввода кондиционера 

КПШ130 в эксплуатацию отвод теплоты конденсации 
холодильного агента было решено осуществлять по 
прямоточной схеме. Для этого забор воды из существующего 
противопожарного трубопровода с расходом 
15-20 м3/ч на конденсатор кондиционера осуществлялся 
непосредственно в месте установки кондиционера. 
Очистка воды от механических примесей 
для предотвращения засорения гидравлической полости 
конденсатора осуществлялась с помощью 
фильтра W2788 с ручной обратной промывкой производительностью 
800 л/мин производства компании 
Seetech (Германия) [15]. Тонкость фильтрации при 
этом составляла 100 мкм. Отепленная вода после 
кондиционера сливалась в водосборник, где смешивалась 
с водой, откачиваемой из забоя выработки.  
В качестве водосборника служила закрытая вагонетка 
емкостью 4,5 м3. Далее из вагонетки насосом 
ЦНС 60×150 вода откачивалась по существующему 
трубопроводу диаметром 150 мм в систему шахтного 
водоотлива (рис.3).  

 

Таблица 1  

Характеристика вентиляционной сети конвейерного ходка 

Длина трубопровода, 

м 

Расход воздуха  

в забое, м3/с 

Подача вентилятора, 

м3/с 

Коэффициент утечек 

воздуха 

Депрессия  

вентилятора, Па 

Мощность  
на валу, кВт 

2000 
5,5 
9,0 
1,64 
3100 
35 

2500 
5,5 
10,25 
1,86 
3950 
50 

2800 
5,5 
11 
2.0 
4550 
62 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

Н = 1220 м 

Н = 1377 м 

6 

5 

1 

2 

3 
4 

8 
7 
5 

6 
9 
3 

1 

10 

300 м 

1900 м 

Рис.2. Схема размещения кондиционера КПШ130 

в выработке 

1 – забой выработки; 2 – кондиционер КПШ130;  

3 – вентиляционный трубопровод; 4 – конвейерный ходок; 
5 – ВМП; 6 – вентиляционная дверь; 7 – исходящая струя 
воздуха; 8 – струя свежего воздуха; 9 – вентиляционный 
ходок восточной уклонной лавы № 3; 10 – монтажный 

ходок восточной уклонной лавы № 3 

8 
9 

3 
4 

2 
5 
6 
7 

14 

13 

12 

11 

10 

1 

40-80 м 

Рис.3. Схема подключения кондиционера КПШ130 в забое конвейерного ходка

1 – забой; 2 – запорный вентиль; 3 – струя свежего охлажденного воздуха; 4 – компрессорно-конденсаторный блок кондиционера;  

5 – водяной фильтр с ручной обратной промывкой; 6 – воздухоохлаждающий блок кондиционера; 7 – противопожарный трубопровод;  

8 – вентиляционный трубопровод; 9 – струя свежего неохлажденного воздуха; 10 – исходящая струя воздуха; 11 – трубопровод водоотлива; 

12 – насос ЦНС 60×150 для откачки воды из водосборника; 13 – водосборник; 14 – насос для откачки воды из забоя  

 

 

В.Р.Алабьев, В.В.Новиков, Л.А.Пашинян, Т.П.Бажина
Нормализация теплового режима протяженных тупиковых выработок… 

DOI: 10.31897/PMI.2019.3.251 

 

256

Записки Горного института. 2019. Т. 237. С. 251-258  ● Горное дело 

Все работы по монтажу кондиционера КПШ130 

и вентиляторной установки dGAL9-500/500 осуществлялись 
силами шахты и заняли не более 10 дней, 
включая пробные включения оборудования на промплощадке 
шахты. Пусконаладочные работы осуществлялись 
производителями оборудования – представителями 
от ОПО «Холодмаш» и компании CFT (Германия) [
7], представляющей компанию Corfmann в 
странах СНГ. Техническое обслуживание и эксплуатация 
указанного оборудования осуществлялись силами 
шахты. 

Результаты экспериментальных исследова-

ний. Внедрение в работу передвижного кондиционера 
КПШ130 позволило осуществить наблюдения за 
изменением тепловлажностных параметров воздуха 
как в забое и призабойной зоне конвейерного ходка, 
так и по всей длине выработки по ходу движения 
воздушной струи (рис.4).  

В ходе экспериментальных исследований во всех 

пунктах измерялись температура и относительная 
влажность воздуха. Расход воздуха контролировался 
только в забое выработки. По результатам замеров 
вычислялись влагосодержание и энтальпия воздуха 
(табл.2).  

 

Таблица 2  

Тепловлажностные параметры воздуха в конвейерном ходке  

Номер пункта замера 

на рис.4 
Температура, °С 
Относительная влажность, % 
Влагосодержание, г/кг 
Энтальпия, кДж/кг 

До начала работы КПШ130 

1 
30,0 
64 
15,3 
69,2 

2 (ПК186) 
40,5 
39 
16,6 
83,4 

4 
38,4 
48 
18,3 
85,8 

5 
40,8 
45 
19,5 
91,2 

6 
38,9 
52 
20,5 
91,9 

7 
37,5 
55 
20,2 
89,6 

Через 2 дня после начала работы КПШ130 

1 
30,2 
65 
15,7 
70,4 

2 (ПК188) 
26,4 
80 
15,2 
65,2 

3 (ПК 183) 
31,4 
65 
16,6 
74,1 

4 
36,6 
52 
17,6 
82,1 

5 
39,8 
46 
18,8 
88,4 

6 
38,5 
50 
19,3 
88,3 

7 
37,2 
54 
19,4 
87,3 

Через 18 дней после начала работы КПШ130 

1 
30,4 
52 
12,5 
62,6 

2 (ПК193) 
25,2 
72 
12,7 
57,6 

3 (ПК 188) 
28,0 
65 
13,6 
62,9 

4 
36,2 
42 
14,1 
72,6 

5 
39,4 
41 
16,2 
81,2 

6 
38,0 
44 
16,4 
80,4 

7 
36,7 
49 
16,9 
80,2 

 
Применение кондиционера КПШ130 дало следующий результат. Тепловые условия в забое 

выработки были полностью нормализованы. Температура воздуха здесь снизилась с 40,5 до 
25,2 °С. В отдельные ремонтные смены температура воздуха понижалась до 24,0 °С. В призабой-
ной зоне (50 м от забоя) тепловые условия труда были значительно улучшены, и температура 

 

1 

2 

3 

4 

5 

6 

7 

Рис.4. Расположение пунктов замеров  
тепловлажностных параметров воздуха  

в конвейерном ходке 

1 – перед ВМП; 2 – забой конвейерного ходка;  

3 – в пункте размещения КПШ130; 4-7 – пикеты 163, 120, 60 

и 21 соответственно (расстояние между пикетами 10 м) 

 

 

DOI: 10.31897/PMI.2019.3.251 
В.Р.Алабьев, В.В.Новиков, Л.А.Пашинян, Т.П.Бажина
Нормализация теплового режима протяженных тупиковых выработок… 

257

Записки Горного института. 2019. Т. 237. С. 251-258  ● Горное дело 

воздуха здесь не превышала 28,0 °С (пункт замера № 3 на рис.4). По мере удаления от забоя холодильный 
эффект от работы кондиционера ожидаемо снижался и уже в конечной точке исходящей 
струи воздуха в выработке (пункт замера № 7 на рис.4) температура воздуха при работе 
КПШ130 незначительно отличалась от температуры воздуха при естественном режиме проветривания. 
Однако за счет резкого снижения влагосодержания воздушной струи после холодильного 
устройства теплосодержание воздуха было заметно ниже. По предложенной схеме кондиционер 
стабильно проработал до конца существования тупиковой выработки – момента сбойки конвейерного 
ходка с вентиляционным ходком восточной уклонной лавы № 3 (см. рис.2) и организации 
проветривания выемочного участка за счет общешахтной депрессии. 

 
 

Выводы 

 

1. На угледобывающих предприятиях Донбасса с температурой вмещающих горных пород 

до 50,0 °С температура воздуха в очистных и подготовительных забоях значительно превышает 
допустимые правилами безопасности нормы. Суммарная холодопотребность очистных и подготовительных 
забоев наиболее крупных шахт может достигать 7,0 МВт, что делает проблему решения 
термодинамической безопасности одним из основных сдерживающих факторов развития 
угледобычи в регионе. Для решения проблемы требуется строительство крупных поверхностных 
комплексов, обеспечивающих выработку искусственного холода для охлаждения воздуха в рабочих 
забоях. 

2. До ввода центральных систем охлаждения в эксплуатацию охлаждение воздуха в забоях 

наиболее «температурных» тупиковых подготовительных выработок можно осуществить с помощью 
локальных средств охлаждения малой мощности – передвижных кондиционеров типа 
КПШ. Внедрение таких кондиционеров мощностью всего 130 кВт позволит полностью нормализовать 
тепловые условия труда непосредственно в забоях тупиковых выработок при их общей 
длине до 2200 м и температуре вмещающих пород до 50,0 °С. 

3. Опыт применения передвижного кондиционера на большой глубине может быть исполь-

зован для улучшения и нормализации тепловых условий труда на других подземных объектах, 
например, на глубоких рудниках ОАО «ГМК «Норильский никель» или в буровых галереях при 
добыче нефти термошахтным способом [9].  

 
 

ЛИТЕРАТУРА 

 

1. Алабьев В.Р. Основные направления развития способов и средств охлаждения воздуха в угольных шахтах Украи-

ны // Вестник Забайкальского государственного университета. Чита, Россия. 2014. № 06(109). С. 35-46. 

2. Гендлер С.Г. Обеспечение комплексной безопасности при освоении минерально-сырьевых и пространственных ре-

сурсов недр // Горный журнал. 2014. № 5. С. 4-5. 

3. Кондиционер передвижной шахтный КПШ-130. URL: http://holodmash.od.ua/ru/kpsh-130-2-0/ (дата обращения 

09.09.2018). 

4. Мартынов А.А. Программное обеспечение тепловых расчетов для проектирования мер борьбы с высокими темпера-

турами воздуха в глубоких шахтах / А.А.Мартынов, Н.В.Малеев, А.К.Яковенко // Горный информационно-аналитический 
бюллетень (научно-технический журнал). 2015. № 10. С. 228-237. 

5. Прогнозування та нормалізація теплових умов у вугільних шахтах: СОУ-Н 10.1.00174088.027-2011. Офіц. вид. Київ: 

Міненерговугілля України, 2011. 188 с. 

6. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности в угольных шахтах». 

М.: ЗАО НТЦ ПБ, 2014. 196 с. 

7. Compact Filter Technic. The perfect start: on-site assembly support, commissioning and product familiarisation. URL: 

https://cft-gmbh.de/en/commissioning-and-training (дата обращения 09.09.2018). 

8. Eurotech. URL: http://www.compensus.pl/eurotech_folder.pdf (дата обращения 09.09.2018). 
9. Influence of environmental technologies on the economic component in the normalization of thermal conditions in oil-

stores / V.R.Alabyev, M.N.Kruk, M.A.Korobitcyna, I.S.Stepanov // Journal of Environmental Management and Tourism. 2018. 
Vol. 9. № 1(25). P. 75-81. 

10. Korfmann Luftttechnik LUFTTECHNIK GmbH. Products. Axial Flow Fans. URL: http://www.korfmann.com/prod-

ucts.aspx?p=23 (дата обращения 09.09.2018). 

11. Mine cooling system. Technical information. URL: 
http://www.siemag-tecberg.com/cms/upload/downloads/en/ 

TI_19_Mine-Cooling-System_e.pdf (дата обращения 09.09.2018). 

12. Products and services. URL: http://www.wat-klima.com/en/products-services-23.html (дата обращения 09.09.2018). 

 

 

В.Р.Алабьев, В.В.Новиков, Л.А.Пашинян, Т.П.Бажина
Нормализация теплового режима протяженных тупиковых выработок… 

DOI: 10.31897/PMI.2019.3.251 

 

258

Записки Горного института. 2019. Т. 237. С. 251-258  ● Горное дело 

13. Schauenburg Tunnel-Ventilation GmbH. Products. URL: http://tunnel-ventilation.de/en/produkte/ (дата обращения 

09.09.2018). 

14. Schwarz. High-performance air jet nozzles. URL: https://www.dropbox.com/s/vrczrqlf1gxmw3t/Luftstrahl-Final-

e.pdf?dl=0 (дата обращения 09.09.2018). 

15. Seetech. Water filters. URL: http://www.seetech-filter.com/en/filter/water-filters.html (дата обращения 09.09.2018). 
 
 
Авторы: В.Р.Алабьев, д-р техн. наук, профессор, avr.09@mail.ru (Кубанский государственный технологический уни-

верситет, Краснодар, Россия), В.В.Новиков, д-р техн. наук, профессор, novikiv_v.v@mail.ru (Кубанский государственный 
технологический университет, Краснодар, Россия), Л.А.Пашинян, канд. техн. наук, доцент, leonartash@mail.ru (Кубанский 
государственный технологический университет, Краснодар, Россия), Т.П.Бажина, канд. техн. наук, доцент, 
bazhinatp@rambler.ru (Кубанский государственный технологический университет, Краснодар, Россия). 

Статья поступила в редакцию 13.09.2018. 
Статья принята к публикации 11.01.2019.