A New Approach for Determination of Tunnel Supporting System Using Analytical Hierarchy Process (AHP)

In underground mining, the selection of support system for mine tunnel development plays a significant role in safety and economics of operations. Traditionally, such selection is on the basis of the experience of the design engineer. Nevertheless, the validity of such selection is questionable. A new approach for selecting the optimum tunnel support system based on Analytical Hierarchy Process (AHP) is proposed. In this new approach, the selection of the tunnel support system is considered as a multi criteria decision-making problem. Firstly, by using the numerical Finite Difference Method (FDM), based on technical and stability parameters of the tunnel, different support systems are specified. Then, by considering the economics and performance indices of each support system, a decision tree based on AHP model is generated and the optimum support system is selected. As a field study, the method is applied to Tabas collieries in Iran. It is concluded that the proposed support system determination is advantageous compared to other alternatives. Therefore, the proposed approach can assist the engineer in selection of optimum tunnel support system in different underground mining situations

Improving the process of coal extraction based on the parameter optimization of mining equipment

The aim of this paper is to develop and validate methods of choosing the means of the mining face mechanization. This paper analyses existing methods of optimizing processes in mining. It was established that the effectiveness of the performance map of coal field is formed by a group of technological, operational, and economic parameters which can be represented as a vector of solutions. To find the optimal solution, it was suggested to use network models and graphs. The essence of the technique is to represent the input and output (production level, prime cost) resource flows in an organized structure. Regularities of forming technological schemes of coalfield operation with a given level of performance, taking into account the relationship between technological parameters of mining face, operational parameters of the stoping equipment, technical and economic performance are defined. We developed the system for decision- making support, which allows optimizing operational parameters, reducing the production prime cost, and selecting the structure of the mechanized complex of stoping equipment with a specified level of performance. This paper describes approaches that can be used at the design stage of mining face and in the process of operation

Models and methods to make decisions while mining production scheduling

Purpose is to develop a new approach to the design of mining operations basing upon models and methods of decision making. Methods. The paper has applied a complex approach involving approaches of decision-making theory. Analysis of the pro-duction development scenarios is proposed for strategic activity planning; criteria to make decisions under the uncertainty conditions as well as decision-making trees for day-to-day management are proposed to determine balanced production level. Findings. It has been identified that mining production design is of the determined character demonstrating changes in “state of the nature” depending upon the made decisions. The idea of mining production is to reduce uncertainty gradually by means of analysis of production scenarios, and elimination of unfavourable alternatives. Operative management is implemented while constructing decision trees, and optimizing operation parameters. Representation of sets of rational equipment types as well as development scenarios, and their comparison in terms of decision-making parameters makes it possible to determine adequate capacity of a working area, and to reduce expenditures connected with the equipment purchase and maintenance. In this context, limiting factors, effecting anticipatory mining out-put, are taken into consideration. Successive comparison of the alternatives helps identify decision-making area for different scenarios of the production development. Originality. To manage mining production, approaches of decision-making theory have been proposed which involve the use of decision trees, decision-making criteria, and analysis of scenarios basing upon representation of operating procedures in the form of a network model within which the shortest route corresponds to optimum decision. Practical implications. Decision-making system has been developed making it possible to optimize operation parameters, to reduce prime cost of mining, and to select a structure of engineering connections with the specified production level. The described approaches may be applied at the stage of a stope design as well as in the process of a field development. Specific attention has been paid to a software development to implement the approaches.Мета. Розробити новий підхід до проектування гірничого виробництва, який базується на моделях та методах теорії прийняття рішень. Методика. В роботі застосовано комплексний метод, який включає підходи теорії прийняття рішень. Для стратегічного планування діяльності запропоновано досліджувати сценарії розвитку виробництва, для визначення раціонального рівня виробництва – критерії прийняття рішень в умовах невизначеності, а також дерева прийняття рішень для поточного управління. Результати. Виявлено, що процес проектування гірничого виробництва має детермінований характер, який демонструє зміну “станів природи” залежно від прийнятих рішень. Суть проектування гірничого виробництва зводиться до послідовного зменшення невизначеності шляхом дослідження сценаріїв виробництва та виключення несприятливих альтернатив. Оперативне управління здійснюється шляхом побудови дерев рішень та оптимізації параметрів експлуатації. Представлення множин раціональних типів обладнання, сценаріїв розвитку подій та порівняння їх за критеріями прийняття рішень дозволяє визначити раціональний рівень видобутку виймальної дільниці і знизити витрати на придбання та обслуговування обладнання, при цьому враховуються обмежувальні фактори, які впливають на величину очікуваного видобутку. Послідовне порівняння альтернатив дозволяє встановити поле прийнятних рішень для різних сценаріїв розвитку виробництва. Наукова новизна. Для управління гірничим виробництвом запропоновано підходи теорії прийняття рішень, які включають застосування дерев рішень, критеріїв прийняття рішень та аналіз сценаріїв, котрі базуються на представленні технологічного процесу у вигляді мережевої моделі, в якій найкоротший маршрут відповідає оптимальному рішенню. Практична значимість. Розроблена система прийняття рішень, дозволяє оптимізувати параметри експлуатації, знизити собівартість видобутку, вибрати структуру технологічних зв’язків з заданим рівнем продуктивності. Описані в роботі підходи можуть бути використані як на стадії проектування очисного забою так і в процесі експлуатації родовища корисних копалин. Особливу увагу приділено розробці програмного забезпечення для впровадження описаних підходів у виробництво.Цель. Разработать новый подход к проектированию горного производства, который базируется на моделях и методах теории принятия решений. Методика. В работе использован комплексный метод, который включает подходы теории принятия решений. Для стратегического планирования деятельности предложено исследовать сценарии развития производства, для определения рационального уровня производства – критерии принятия решений в условиях неопределенности, а также деревья принятия решений для текущего управления. Результаты. Установлено, что процесс проектирования горного производства носит детерминированный характер, который отражает изменение “состояний природы” в зависимости от принятых решений. Суть проектирования сводится к последовательному уменьшению неопределенности путем исследования сценариев производства и исключения неблагоприятных альтернатив. Оперативное управление осуществляется посредством построения деревьев решений и оптимизации параметров эксплуатации. Представление множества рациональных типов оборудования, сценариев развития событий та сравнение их по критериям принятия решений позволяет определить рациональный уровень добычи очистного участка и снизить затраты на приобретение и обслуживание оборудования, при этом учитываются ограничивающие факторы, которые влияют на величину ожидаемой прибыли. Последовательное сравнение альтернатив позволяет установить поле приемлемых решений для разных сценариев развития производства. Научная новизна. Для управления горным производством предложены подходы теории принятия решений, которые включают применения деревьев, критериев принятия решений и анализ сценариев, основанных на представлении технологического процесса в виде сетевой модели, где кратчайший маршрут соответствует оптимальному решению. Практическая значимость. Разработана система поддержки принятия решений, которая позволит оптимизировать параметры эксплуатации, снизить себестоимость добычи, выбрать структуру технологических взаимосвязей с заданным уровнем производительности. Описанные в работе подходы могут быть использованы как на стадии проектирования очистного забоя, так и в процессе эксплуатации месторождения полезных ископаемых. Особое внимание уделено разработке программного обеспечения для внедрения описанных подходов в горное дело.The study has been carried out within the framework of research project of the National Academy Sciences of Ukraine for young scientists “Resource-saving techniques to support mine workings under the complex hydrogeological conditions”; Agreement #29-04/06-2019; official registration #0119U102370

SUBSTANTIATING A MECHANISM TO INCREASE THERMAL RESOURCE OF WATER-BEARING LEVELS AT THE EXPENSE OF UNDERGROUND COAL COMBUSTION

Objective is to study a mechanism increasing thermal resource of water-bearing levels at the expense of underground coal combustion

Prospective tendencies of coal mining risk management

Purpose. The main purpose is to identify underground coal mining risks as well as approaches for their reasonable and efficient management taking into consideration internal production reserves in order to improve technological processes’ efficiency and operational efficiency. Methods. In order to achieve a target goal, the paper highlights and analyzes production processes involving the highest risk level. Methods of analogous risk characteristics, systematic approach towards developing a system of coal mining risk management as well as methods of distributed control have been applied to develop risk management innovative methods. Findings. The reasons stipulating coal mining risks based upon geologic, technologic, and economic aspects of mining practice as well as imperfection of human psychology, have been defined. Attention is drawn to the necessity to involve efficient counterweights relying upon additional bonuses for detecting violations, innovative trainings, and training of personnel to prevent safety inhibitions. A matrix structure has been demonstrated as the optimum structure for risk management, which should implement the idea of distributed control. Combination of effective operative information support with a system of open communication helps to develop conditions to change attitude of participants of underground coal mining towards risks to ensure safety. Originality. For the first time, the reasonability of combining matrix structure with distributed risk management has been demonstrated as well as substitution of unifactor discrete cumulative characteristic of explosion probability or methane ignition for analogous characteristic, dependent on several factors. Practical implications. Performance assessment throughout coal mines’ operations improves reliability and safety of production processes and mining practices as well as provides for proactive risk management.Мета. Виявлення ризиків підземного вуглевидобутку, а також підходів до їх раціонального та оперативного управління з урахуванням внутрішніх резервів виробництва для підвищення ефективності технологічних процесів і операцій. Методика. Для досягнення поставленої мети в роботі виділені та проаналізовані виробничі процеси, що володіють найбільш високим ступенем ризиків, а для розробки інноваційних шляхів управління ризиками використані методи аналогових характеристик ризику, системний підхід до створення системи керуванням ризиками вуглевидобутку, методи розподіленого управління. Результати. Надано характеристику причин, що визивають ризики вуглевидобутку, заснованих на геологічних, технологічних та економічних аспектах гірничого виробництва, а також викликаних недосконалістю людської психології. Акцентовано увагу на необхідності залучення ефективних противаг, заснованих на додатковому преміювання за виявлення порушень, на інноваційних тренінгах і навчанні персоналу для запобігання порушенню безпеки. Показано, що оптимальною структурою управління ризиками є матрична, яка повинна реалізувати принцип розподіленого управління. Поєднання ефективного оперативного інформаційного забезпечення з системою відкритої комунікації дозволяє створити умови для зміни ставлення учасників процесу підземного вуглевидобутку до ризиків для забезпечення безпеки. Наукова новизна. Вперше показана доцільність комбінування матричної структури і розподіленого управління ризиками, а також заміни однофакторної дискретної кумулятивної характеристики ймовірності вибуху або спалаху метану на аналогову, що залежить від декількох факторів. Практична значимість. Врахування результатів роботи при функціонуванні вугільних шахт підвищує надійність і безпеку виробничих процесів та операцій видобутку, а також забезпечує проактивне управління його ризиками.Цель. Выявление рисков подземной угледобычи, а также подходов к их рациональному и оперативному управлению с учетом внутренних резервов производства для повышения эффективности технологических процессов и операций. Методика. Для достижения поставленной цели в работе выделены и проанализированы производственные процессы, обладающие наиболее высокой степенью рисков, а для разработки инновационных путей управления рисками использованы методы аналоговых характеристик риска, системный подход к созданию системы управлением рисков угледобычи, методы распределенного управления. Результаты. Дана характеристика причин, вызывающих риски угледобычи, основанных на геологических, технологических и экономических аспектах горного производства, а также вызванных несовершенством человеческой психологии. Акцентировано внимание на необходимости задействования эффективных противовесов, основанных на дополнительном премировании за выявление нарушений, на инновационных тренингах и обучении персонала для предотвращения нарушения безопасности. Показано, что оптимальной структурой управления рисками является матричная, которая должна реализовать принцип распределенного управления. Сочетание эффективного оперативного информационного обеспечения с системой открытой коммуникации позволяет создать условия для изменения отношения участников процесса подземной угледобычи к рискам для обеспечения безопасности. Научная новизна. Впервые показана целесообразность комбинирования матричной структуры и распределенного управления рисками, а также замены однофакторной дискретной кумулятивной характеристики вероятности взрыва или вспышки метана на аналоговую, зависящую от нескольких факторов Практическая значимость. Учет результатов работы при функционировании угольных шахт повышает надежность и безопасность производственных процессов и операций добычи, а также обеспечивает проактивное управления ее рисками.The paper did not originate from any project and no funding was raised

Evaluation of ADAM/1 model for advanced coal extraction concepts

Several existing computer programs for estimating life cycle cost of mining systems were evaluated. A commercially available program, ADAM/1 was found to be satisfactory in relation to the needs of the advanced coal extraction project. Two test cases were run to confirm the ability of the program to handle nonconventional mining equipment and procedures. The results were satisfactory. The model, therefore, is recommended to the project team for evaluation of their conceptual designs

Exploration and mining evaluation system and price prediction of uranium resources

Purpose. The paper introduces the development of the Uranium Resources Technical and Economic Evaluation Expert System (URTEEES) from the viewpoint of requirement analysis, system design, functional structure and application etc. Methods. The system is based on C/B/S mixed mode and applies ASP.NET technology with .Net Framework being selected as the development platform as well as the uranium resources database providing data support at the bottom layer. The paper also proves the efficiency of the system in the context of certain case studies. Findings. Since the system can performs the functions of scenario analysis, sensitivity analysis, shareholder’s returns analysis, horizontal comparison of different projects, it can improve the ability of project senior decision-makers for rapid response to the rivals and meet the demand of pricing negotiations. Moreover, the system demonstrates its efficiency in the context of case studies as the system incorporates a number of advanced methods, e.g. the Quantum Particle Swarm Optimization (QPSO) Back Propagation (BP) QPSO-BP model which can improve the generalization ability of BP network to predict the uranium price. Originality. Technical and economic evaluation model can be set up by users independently according to the current stage of a project (mainly, these are exploration stage, development stage and production stage) as well as according to the selected mining method (e.g. underground mining, surface mining, or in-situ leaching mining). Then, the technical and economic evaluation parameters can be generated. By means of inputting the value of each parameter in a simple and convenient way, the evaluation results can be calculated directly and shown in the form of diagrams; moreover, feasibility evaluation report can be generated automatically, making the process of technical and economic evaluation accurate and efficient. Practical implications. URTEEES performs the functions of decision-making analysis, metal resources database management, data management, comprehensive query etc. The system is a good basis for further development of other expert systems.Мета. Розробка експертно-аналітичної системи техніко-економічного оцінювання запасів урану з точки зору аналізу вимог, системи проектування, функціональної структури і напрямів застосування. Методика. Проектна система повинна включати два основні блоки. Перший – існуючі дані щодо оцінки ресурсів урану для отримання відповідних параметрів, які можуть бути використані для створення моделей оцінки й забезпечення основи для їх порівняння при оцінці нового проекту. Другий – допоміжна інформація, така як закони і правила, культурна інформація, яка насправді є накопиченням даних проекту і досвіду. Пропонована система заснована на використанні комбінованого режиму C/B/S; при цьому система використовує технологію ASP.NET с Nеt Framework, обрану в якості платформи розробки, а також базу даних по запасах урану, що забезпечує інформаційну підтримку на нижньому рівні. Результати. Розроблена нова система URTEEES виконує функції імовірнісного аналізу, аналізу чутливості, аналізу прибутковості для акціонерів, а також горизонтальне порівняння різних проектів, отже, може поліпшити результативність прийняття рішень керівниками проекту для швидкого реагування на дії конкурентів, крім того, дана система відповідає вимогам процесу ціноутворення. Реалізація проектної системи показує високу ефективність, оскільки включає в себе безліч методів з поліпшеними характеристиками, наприклад, модель QPSO-BP, яка удосконалила узагальнюючі можливості нейронної мережі ВР з метою оптимізації та ефективного прогнозування ціни на уран. Наукова новизна. В системі розроблена модель техніко-економічного оцінювання в залежності від стадійності реалізації проекту (в основному, це стадія геологорозвідувальних робіт, стадія розробки родовища і стадія промислового видобутку), а також способу ведення гірничих робіт (наприклад, підземні гірничі роботи, відкриті гірничі роботи або ж роботи, пов’язані з підземним вилуговуванням), а результати оцінювання можна безпосередньо підрахувати і представити наочно у вигляді діаграм. Крім того, представляється можливим автоматично сформувати техніко-економічне обґрунтування, що дозволяє зробити процес техніко-економічного оцінювання точним і ефективним. Практична значимість. Система URTEEES дозволяє виконувати функції аналізу процесу прийняття рішень, управління базою даних запасів металів, управління даними, універсальної пошукової системи в гірничодобувній промисловості.Цель. Разработка экспертно-аналитической системы технико-экономического оценивания запасов урана с точки зрения анализа требований, системы проектирования, функциональной структуры и применения. Методика. Проектная система должна включать два основных блока. Первый – существующие данные об оценке ресурсов урана для получения соответствующих параметров, которые могут быть использованы для создания моделей оценки и обеспечения основы для их сравнения при оценке нового проекта. Второй – вспомогательная информация, такая как законы и правила, культурная информация, которая на самом деле является накоплением данных проекта и опыта. Предлагаемая система основана на использовании комбинированного режима C/B/S; при этом система использует технологию ASP.NET с Net Framework, выбранную в качестве платформы разработки, а также базу данных по запасам урана, что обеспечивает информационную поддержку на нижнем уровне. Результаты. Разработанная система выполняет функции вероятностного анализа, анализа чувствительности, анализа доходности для акционеров, а также горизонтальное сравнение различных проектов, следовательно, может улучшить результативность принятия решений руководителями проекта для быстрого реагирования на действия конкурентов; кроме того, данная система соответствует требованиям процесса ценообразования. Реализация проектной системы показывает высокую эффективность, поскольку включает в себя множество методов с улучшенными характеристиками, например, модель QPSO-BP, которая усовершенствовала обобщающие возможности нейронной сети BP с целью оптимизации и эффективного прогнозирования цены на уран. Научная новизна. В системе разработана модель технико-экономического оценивания в зависимости от стадийности реализации проекта (в основном, это стадия геологоразведочных работ, стадия разработки месторождения и стадия промышленной добычи), а также способа ведения горных работ (например, подземные горные работы, открытые горные работы или же работы, связанные с подземным выщелачиванием), а результаты оценивания можно непосредственно подсчитать и представить наглядно в виде диаграмм. Кроме того, представляется возможным автоматически сформировать технико-экономическое обоснование, что позволяет сделать процесс технико-экономического оценивания точным и эффективным. Практическая значимость. Система URTEEES позволяет выполнять функции анализа процесса принятия решений, управления базой данных запасов металлов, управления данными, универсальной поисковой системы в горнодобывающей промышленности.This research project is made possible through the financial support from National Natural Science Foundation of China (No.51374242, No.51404305 and No.51504286)

Overall requirements for an advanced underground coal extraction system

Underground mining systems suitable for coal seams expoitable in the year 2000 are examined with particular relevance to the resources of Central Appalachia. Requirements for such systems may be summarized as follows: (1) production cost; (2)miner safety; (3) miner health; (4) environmental impact; and (5) coal conservation. No significant trade offs between production cost and other performance indices were found

Selecting a variant to allocate a plant producing shotcrete while implementing method of “wet” pneumatic concrete placing in Orlovskaia mine

Purpose. Mining and geological conditions are complicated due to the decreased level of mining within deposits of West Kazakhstan. It results in significant increase in the amount of metal framed support which cannot always provide safety of mine workings. The problem may be solved by transition from heavy and labour-intensive in mounting metal special shape framed supports to the cheaper and more easily erected reinforced shotcrete with reinforced frames. “Dry” method of shotcrete application, used currently in Orlovskaia mine, can provide neither high quality nor the required amounts of pneumatic concrete placing; in this context, “wet” method makes it possible to support rock mass at a high mechanization level, and development of premium durable pavement. Thus, in the context of Orlovskaia mine it is required to solve the problems concerning selection of efficient schemes to deliver shotcrete mixtures or their components and to determine optimum location for a plant, producing shotcrete from the viewpoint of minimization of expenditures connected with shotcrete support. Methods. Calculations, determining the required shotcrete amounts to support mine workings, technological capacity of a plant to produce shotcrete as well as self-propelled mixers, have been performed. Basic production facilities for shotcrete operations have been selected. Three variants to allocate a plant for shotcrete manufacturing within Orlovskaia mine have been considered. The discounted net cash flows have been compared ignoring sales of the finished product of Orlovskaia mine in terms of the available and the proposed methods to support mine workings for the period of 2016 – 2025. Findings. Relying upon laboratory tests, carried out in Kazzink LLP as well as BASF and Normet Companies, efficient compositions of shotcrete mixtures, providing preparation of shotcrete mixture of the required quality in terms of minimal binder consumption have been identified. It has been recommended to use 3.5 m3 mining machine UnimecMF500 Transmixer by Normet Company as a mixture to deliver shotcrete; self-propelled equipment MeycoME-3 (theoretical output is up to 20 m3/h) by AtlasCоpcо Company has been proposed to apply “wet” shotcrete. Use of underground 15 m3/h mobile plant on stands or on trailer of Normet Company has been substantiated to be mounted in a small-cross chamber with cement bulk storage or in big bags. Schemes to allocate concrete mixing plant have been developed for specific conditions of Orlovskaia mine. Originality. Specific features of potential variants to allocate a plant, producing shotcrete to support mine workings in terms of Orlovskaia mine, have been identified from technological and economic viewpoints. Practical implications. Economic expediency of a process line intended to support mine workings in Orlovskaia mine using a “wet” shotcrete has been developed and substantiated.Мета. У зв’язку зі зниженням рівня гірничих робіт на родовищах східного Казахстану ускладнюються гірничо-геологічні умови. Наслідком цього є значне зростання обсягів металевого рамного кріплення, яке не завжди гарантує збереження гірничих виробок. Вихід з ситуації, що склалася – це перехід від важких і трудомістких в установці металевих рамних кріплень зі спецпрофілю до дешевшого та технологічно більш легшеспоруджуваного армованого торкретбетону з армокаркасів. “Сухий” метод нанесення торкретбетону, що на сьогодні застосовується на Орловській шахті, не забезпечує високу якість та необхідні обсяги торкретування, при цьому технологія “мокрого” торкретбетонування дозволяє здійснювати роботи з кріплення гірського масиву з високим ступенем механізації і створенням високоякісного, довговічного покриття. У зв’язку з цим для умов Орловської шахти необхідно вирішити питання вибору раціональних схем транспортування торкретбетонної суміші або матеріалів для її приготування, визначити оптимальне місце розташування заводу із приготування торкретбетону з точки зору мінімізації витрат на торкретбетонне кріплення. Методика. Проведено розрахунок необхідного обсягу торкретбетону для кріплення виробок, технічної продуктивності заводу з виробництва торкретбетону, самохідних міксерів. Проведено вибір основного технологічного обладнання для виробництва торкретбетонних робіт. Розглянуто три варіанти розміщення заводу з виробництва торкретбетону на Орловській шахті. Проведено порівняння дисконтованих чистих потоків реальних грошей без урахування реалізації товарної продукції на Орловській шахті при існуючій технології кріплення гірничих виробок та тій, що пропонується на період 2016 – 2025 рр. Результати. На підставі проведених лабораторних випробувань в ТОО “Казцинк”, компаніях “BASF” і “Normet” визначені раціональні склади торкретбетонної суміші, що забезпечують отримання торкретбетонної суміші необхідної якості при мінімальних витратах в’яжучого. Рекомендовано в якості міксера для доставки торкретбетону застосовувати гірничо-шахтну машину Unimec MF500 Transmixer ємністю 3.5м3 фірми “Nоrmet”, а в якості обладнання для напилення “мокрого” торкретбетону – самохідну установку для торкретирування Meyco ME-3 теоретичною продуктивністю 20 м3/год компанії “Atlas Cоpcо”. Обґрунтовано використання підземної мобільної установки продуктивністю 15 м3/год на стійках або на причепі фірми “Nоrmet” для установки в камері малого перетину зі складом цементу в мішках біг-бег. Розроблено схеми розміщення бетонозмішувальної установки для конкретних умов Орловської шахти. Наукова новизна. Встановлено особливості можливих варіантів розміщення заводу з виробництва торкретбетону для кріплення гірничих виробок для умов Орловської шахти з технологічної та економічної точок зору. Практична значимість. Розроблено й обґрунтовано економічну доцільність технологічної лінії виробництва робіт щодо кріплення гірничих виробок “мокрим” торкретбетоном на Орловській шахті.Цель. В связи с понижением уровня горных работ на месторождениях восточного Казахстана осложняются горно-геологические условия. Следствием этого является значительный рост объемов металлического рамного крепления, которое не всегда гарантирует сохранность горных выработок. Выход из сложившейся ситуации – это переход от тяжелых и трудоемких в установке металлических рамных крепей из спецпрофиля к более дешевому и технологически более легковозводимому армированному торкретбетону с армокаркасами. Применяемый в настоящее время на Орловской шахте “сухой” метод нанесения торкретбетона не обеспечивает высокое качество и необходимые объемы торкретирования, при этом технология “мокрого” торкретбетонирования позволяет производить работы по креплению горного массива с высокой степенью механизации и созданием высококачественного, долговечного покрытия. В связи с этим для условий Орловской шахты необходимо решить вопросы выбора рациональных схем транспортирования торкретбетонной смеси или материалов для ее приготовления, определить оптимальное место расположения завода по приготовлению торкретбетона с точки зрения минимизации затрат на торкретбетонное крепление. Методика. Проведен расчет необходимого объема торкретбетона для крепления выработок, технической производительности завода по производству торкретбетона, самоходных миксеров. Проведен выбор основного технологического оборудования для производства торкретбетонных работ. Рассмотрены три варианта размещения завода по производству торкретбетона на Орловской шахте. Проведено сравнение дисконтированных чистых потоков реальных денег без учета реализации товарной продукции на Орловской шахте при существующей и предлагаемой технологиях крепления горных выработок на период 2016 – 2025 гг. Результаты. На основании проведенных лабораторных испытаний в ТОО “Казцинк”, компаниях “BASF” и “Normet” определены рациональные составы торкретбетонной смеси, обеспечивающие получение торкретбетонной смеси требуемого качества при минимальном расходе вяжущего. Рекомендовано в качестве миксера для доставки торкретбетона применять горно-шахтную машину Unimec MF500 Transmixer емкостью 3.5 м3 фирмы “Nоrmet”, а в качестве оборудования для напыления “мокрого” торкретбетона – самоходную установку для торкретирования Meyco ME-3 теоретической производительнстью 20 м3/ч компании “Atlas Cоpcо”. Обосновано использование подземной мобильной установки производительностью 15 м3/ч на стойках или на прицепе фирмы “Nоrmet” для установки в камере малого сечения со складом цемента в мешках биг-бэг. Разработаны схемы размещения бетоносмесительной установки для конкретных условий Орловской шахты. Научная новизна. Установлены особенности возможных вариантов размещения завода по производству торкретбетона для крепления горных выработок для условий Орловской шахты с технологической и экономической точек зрения. Практическая значимость. Разработана и обоснована экономическая целесообразность технологической линии производства работ по креплению горных выработок “мокрым” торкретбетоном на Орловской шахте.The authors express their sincere gratitude to engineering and technical personnel of Orlovskaia mine of Vostoktsvetmet ltd for assistance in organizing and conducting observations in mines

Energy Efficiency and Economic Aspects of Mining Wastes Utilization within the Closed Cycle of Underground Gas Generator

Energy efficiency of coal gasification with possible utilization of mining wastes within ecologically closed gas generator cycle has been considered. Technical and technological performance of such gas generator and mechanism of material and heat balance on the basis of the available analytical methods and practices as well as the developed author software have been proposed. Heat carrier formed in the process of coal gasification has been used for the utilization. Temperature of the utilization process within the industrially expedient limits being supported with the help of either activation or attenuation of the gasification process. After specific treatment, organogenic waste and domestic wastes are utilized by means of thermal decomposition within a gas generator. Economic evaluation of the proposed means confirms the expediency of their implementation in mines with industrial and balanced coal reserves as well as within the areas where this energetic source has already been already mined out. Results of this investigation were partially presented on international scientific and practical conference “Forum of Miners - 2017”. They contain the researches, which were conducted within the project GP – 489, financed by Ministry of Education and Science of Ukrain