Technological safety of sustainable development of coal enterprises

Purpose. Substantiation of conceptual base of searching the ways of threats prevention to sustainable development of coal enterprises in the presence of multidirectional vectors of economic pressure of the external environment. Methods. Methods of the structural and comparative analysis for an assessment of usage of the main definitions of a research, their essence and communication with other categories which define efficiency of development of the coal enterprise are used for the solution of the set tasks in the work; groups and classifications are used for systematization of types of economic security and stability of the enterprise, and also factors which cause them. Findings. The analysis of main definitions that reflecting essence of such scientific phenomena as “sustainable development” and “economic security” of the enterprise is conducted. Actuality and reasonability of scientific research conducting on formation of methodical base and tools of an assessment of a technological component of sustainable development safety of coal enterprises is substantiated. Originality. Research of opportunities of the comprehensive programs creation of adaptive management of the mining enterprise including a retrospective and perspective assessment of a pathway of its development. Practical implications. Introduction of adaptation activity at the coal enterprises in aspect of process of technological safety ensuring.Мета. Обґрунтування концептуальної бази пошуку шляхів запобігання загрозам сталого розвитку вугільних підприємств при наявності різноспрямованих векторів економічного тиску зовнішнього середовища. Методика. Для вирішення поставлених у роботі завдань використані методи структурно-порівняльного аналізу – для оцінки використання основних дефініцій дослідження, їх сутності та зв’язку з іншими категоріями, які визначають ефективність розвитку вугільного підприємства; групування й класифікації – для систематизації видів економічної безпеки і стійкості підприємства, а також факторів, які їх обумовлюють. Результати. Проведено аналіз основних визначень, що відображають сутність таких наукових феноменів, як “сталий розвиток” і “економічна безпека” підприємства. Обґрунтована актуальність та доцільність проведення наукових досліджень з формування методичної бази й інструментарію оцінки технологічної складової безпеки сталого розвитку вугільних підприємств. Наукова новизна. Дослідження можливостей створення комплексних програм адаптивного управління гірничим підприємством, що включають ретроспективну і перспективну оцінки траєкторії його розвитку. Практична значимість. Впровадження адаптаційної діяльності на вугільних підприємствах в аспекті процесу забезпечення технологічної безпеки.Цель. Обоснование концептуальной базы поиска путей предотвращения угроз устойчивому развитию угольных предприятий при наличии разнонаправленных векторов экономического давления внешней среды. Методика. Для решения поставленных в работе задач использованы методы структурно-сравнительного анализа – для оценки использования основных дефиниций исследования, их сущности и связи с другими категориями, которые определяют эффективность развития угольного предприятия; группировки и классификации – для систематизации видов экономической безопасности и устойчивости предприятия, а также факторов, которые их обусловливают. Результаты. Проведен анализ основных определений, отражающих сущность таких научных феноменов, как “устойчивое развитие” и “экономическая безопасность” предприятия. Обоснована актуальность и целесообразность проведения научных исследований по формированию методической базы и инструментария оценки технологической составляющей безопасности устойчивого развития угольных предприятий. Научная новизна. Исследование возможностей создания комплексных программ адаптивного управления горным предприятием, включающих ретроспективную и перспективную оценку траектории его развития. Практическая значимость. Внедрение адаптационной деятельности на угольных предприятиях в аспекте процесса обеспечения технологической безопасности.Authors express gratitude for the help and consultations during work performing for director of management of coal mining of LLC “DTEK Energy” Mykhailo Barabash

Generalization of trends in the influence of geomechanics factors on the choice of operation modes for the fastening system in the preparatory mine workings

Purpose. Substantiation of the mechanism of loading the preparatory mine working support to optimize its deformation-strength characteristics based on the calculation of the stress-strain state of the “massif – support” system. Improving the cost effective technologies for fastening and maintaining the preparatory mine workings. Methods. The analysis of the elements interaction modes of the “massif – support” system has been performed by the two-parameter diagram for optimizing the deformation-strength characteristics of the rock massif and the preparatory mine workings support using the research results of the stress-strain state of a system by means of finite element method. A comparison has been made of computational experiment with mine instrumental observations. Findings. The geomechanical model of the computational experiment on the choice of operation modes of the fastening system, as well as the methodology of the approach to optimize the process of interaction between the massif and the support have been substantiated. The analysis of search patterns for the rational deformation-strength characteristics of the fastening system in the preparatory mine working, taking into account the influence of the main geo- mechanics factors on this process, has been developed and performed. Originality. The patterns have been established of the geomechanics factors influence on the choice of rational operation modes of the load-bearing elements of the fastening system and the support in general based on research of the stress-strain state of the “massif – support” system. The optimization principles of interaction based on the analysis of a two-parameter interaction diagram have been substantiated. Practical implications. The wide perspective has been substantiated for strengthening the soft rocks in reusable preparatory mine workings with combined roof-bolting systems, which makes possible to realise the resource-saving conditions of maintenance. The calculations have been made with account of the optimization criteria for interaction of massif and support.Мета. Обґрунтування механізму навантаження кріплення підготовчої виробки для оптимізації її деформа- ційно-силових характеристик на базі розрахунку напружено-деформованого стану системи «масив – кріплення». Удосконалення малозатратних технологій кріплення і підтримки підготовчих виробок. Методика. Аналіз режимів взаємодії елементів системи «масив – кріплення», виконаний за двопараметричною схемою оптимізації деформаційно-силових характеристик породного масиву і кріплення підготовчих виробок із використанням результатів досліджень напружено-деформованого стану системи методом скінченних елементів. Проведено порівняння обчислювального експерименту з шахтними інструментальними спостереженнями. Результати. Обґрунтовано геомеханічну модель обчислювального експерименту з вибору режимів роботи кріпильної системи й методологію підходу для оптимізації процесу взаємодії масиву з кріпленням. Розроблено та проведено аналіз схем пошуку раціональних деформаційно-силових характеристик кріпильної системи підготовчої виробки з урахуванням впливу на цей процес основних геомеханічних факторів. Наукова новизна. Встановлено закономірності впливу геомеханічних факторів на вибір раціональних режимів роботи вантажонесучих елементів кріплення системи і кріплення в цілому на основі вивчення напружено-деформованого стану системи «масив – кріплення». Обґрунтовано оптимізаційні принципи взаємодії на базі аналізу двопараметричної схеми взаємодії. Практична значимість. Обґрунтовано широку перспективу зміцнення слабких порід покрівлі підготовчих виробок, що повторно використовуються, комбінованими анкерними системами, яка дозволяє реалізувати ресурсозберігаючі умови підтримки. Розрахунки виконано з урахуванням оптимізаційних критеріїв взаємодії масиву з кріпленням.Цель. Обоснование механизма нагружения крепи подготовительной выработки для оптимизации ее деформационно-силовых характеристик на базе расчета напряженно-деформированного состояния системы «массив – крепь». Усовершенствование малозатратных технологий крепления и поддержания подготовительных выработок. Методика. Анализ режимов взаимодействия элементов системы «массив – крепь» выполнен по двухпараметрической схеме оптимизации деформационно-силовых характеристик породного массива и крепи подготовительных выработок с использованием результатов исследований напряженно-деформированного состояния системы методом конечных элементов. Проведено сравнение вычислительного эксперимента с шахтными инструментальными наблюдениями. Результаты. Обоснована геомеханическая модель вычислительного эксперимента по выбору режимов работы крепежной системы и методология подхода для оптимизации процесса взаимодействия массива с крепью. Разработаны и проведен анализ схем поиска рациональных деформационно-силовых характеристик крепежной системы подготовительной выработки с учетом влияния на этот процесс основных геомеханических факторов. Научная новизна. Установлены закономерности влияния геомеханических факторов на выбор рациональных режимов работы грузонесущих элементов крепежной системы и крепи в целом на базе исследования напряженно-деформированного состояния системы «массив – крепь». Обоснованы оптимизационные принципы взаимодействия на базе анализа двухпараметрической схемы взаимодействия. Практическая значимость. Обоснована широкая перспектива упрочнения слабых пород кровли повторно используемых подготовительных выработок комбинированными анкерными системами, которая позволяет реализовать ресурсосберегающие условия поддержания. Расчеты выполнены с учетом оптимизационных критериев взаимодействия массива с крепью.The authors express their gratitude to the management of DTEK Coal Unit for their help in organizing the experimental research

Generalization of trends in the influence of geomechanics factors on the choice of operation modes for the fastening system in the preparatory mine workings

Purpose. Substantiation of the mechanism of loading the preparatory mine working support to optimize its deformation-strength characteristics based on the calculation of the stress-strain state of the “massif – support” system. Improving the cost effective technologies for fastening and maintaining the preparatory mine workings. Methods. The analysis of the elements interaction modes of the “massif – support” system has been performed by the two-parameter diagram for optimizing the deformation-strength characteristics of the rock massif and the preparatory mine workings support using the research results of the stress-strain state of a system by means of finite element method. A comparison has been made of computational experiment with mine instrumental observations. Findings. The geomechanical model of the computational experiment on the choice of operation modes of the fastening system, as well as the methodology of the approach to optimize the process of interaction between the massif and the support have been substantiated. The analysis of search patterns for the rational deformation-strength characteristics of the fastening system in the preparatory mine working, taking into account the influence of the main geo- mechanics factors on this process, has been developed and performed. Originality. The patterns have been established of the geomechanics factors influence on the choice of rational operation modes of the load-bearing elements of the fastening system and the support in general based on research of the stress-strain state of the “massif – support” system. The optimization principles of interaction based on the analysis of a two-parameter interaction diagram have been substantiated. Practical implications. The wide perspective has been substantiated for strengthening the soft rocks in reusable preparatory mine workings with combined roof-bolting systems, which makes possible to realise the resource-saving conditions of maintenance. The calculations have been made with account of the optimization criteria for interaction of massif and support.Мета. Обґрунтування механізму навантаження кріплення підготовчої виробки для оптимізації її деформа- ційно-силових характеристик на базі розрахунку напружено-деформованого стану системи «масив – кріплення». Удосконалення малозатратних технологій кріплення і підтримки підготовчих виробок. Методика. Аналіз режимів взаємодії елементів системи «масив – кріплення», виконаний за двопараметричною схемою оптимізації деформаційно-силових характеристик породного масиву і кріплення підготовчих виробок із використанням результатів досліджень напружено-деформованого стану системи методом скінченних елементів. Проведено порівняння обчислювального експерименту з шахтними інструментальними спостереженнями. Результати. Обґрунтовано геомеханічну модель обчислювального експерименту з вибору режимів роботи кріпильної системи й методологію підходу для оптимізації процесу взаємодії масиву з кріпленням. Розроблено та проведено аналіз схем пошуку раціональних деформаційно-силових характеристик кріпильної системи підготовчої виробки з урахуванням впливу на цей процес основних геомеханічних факторів. Наукова новизна. Встановлено закономірності впливу геомеханічних факторів на вибір раціональних режимів роботи вантажонесучих елементів кріплення системи і кріплення в цілому на основі вивчення напружено-деформованого стану системи «масив – кріплення». Обґрунтовано оптимізаційні принципи взаємодії на базі аналізу двопараметричної схеми взаємодії. Практична значимість. Обґрунтовано широку перспективу зміцнення слабких порід покрівлі підготовчих виробок, що повторно використовуються, комбінованими анкерними системами, яка дозволяє реалізувати ресурсозберігаючі умови підтримки. Розрахунки виконано з урахуванням оптимізаційних критеріїв взаємодії масиву з кріпленням.Цель. Обоснование механизма нагружения крепи подготовительной выработки для оптимизации ее деформационно-силовых характеристик на базе расчета напряженно-деформированного состояния системы «массив – крепь». Усовершенствование малозатратных технологий крепления и поддержания подготовительных выработок. Методика. Анализ режимов взаимодействия элементов системы «массив – крепь» выполнен по двухпараметрической схеме оптимизации деформационно-силовых характеристик породного массива и крепи подготовительных выработок с использованием результатов исследований напряженно-деформированного состояния системы методом конечных элементов. Проведено сравнение вычислительного эксперимента с шахтными инструментальными наблюдениями. Результаты. Обоснована геомеханическая модель вычислительного эксперимента по выбору режимов работы крепежной системы и методология подхода для оптимизации процесса взаимодействия массива с крепью. Разработаны и проведен анализ схем поиска рациональных деформационно-силовых характеристик крепежной системы подготовительной выработки с учетом влияния на этот процесс основных геомеханических факторов. Научная новизна. Установлены закономерности влияния геомеханических факторов на выбор рациональных режимов работы грузонесущих элементов крепежной системы и крепи в целом на базе исследования напряженно-деформированного состояния системы «массив – крепь». Обоснованы оптимизационные принципы взаимодействия на базе анализа двухпараметрической схемы взаимодействия. Практическая значимость. Обоснована широкая перспектива упрочнения слабых пород кровли повторно используемых подготовительных выработок комбинированными анкерными системами, которая позволяет реализовать ресурсосберегающие условия поддержания. Расчеты выполнены с учетом оптимизационных критериев взаимодействия массива с крепью.The authors express their gratitude to the management of DTEK Coal Unit for their help in organizing the experimental research

Combinet roolf-bolting systems of mine workings

All rights reserved/ No part of this publication or the information contained herein may be reproduced, stored in a retrival system, or transmitted in any from or by any means, electronic, mechanical, by photocopyng, recording or otherwise,without written prior permissio