- Abstract:
- The article discusses current issues of ensuring the safety of mining operations in difficult mining and geological conditions using reinforced combined support (RCS) in the face area and modern methods of roof management. The main advantages of using RCS to strengthen the face and prevent collapses in unstable rock massifs are described. Innovative methods for monitoring and managing roof stress, as well as the use of hybrid fastening systems to improve roof stability in complex conditions are considered. Particular attention is paid to the practical significance of new technologies for improving the safety and efficiency of mining operations. New roof management technologies are described, including stress monitoring and control systems, as well as hybrid fastening systems. The results of assessing the effectiveness of these methods in improving safety and reducing risks during mining operations are presented. It is concluded that the integration of these methods into the mining industry helps to reduce risks and improve productivity when driving in complex geology.
- Keywords:
- mining, mine safety, reinforced combined support (RCS), roof management, stress monitoring, face reinforcement, complex geological conditions, hybrid support systems, collapse prevention
- For citation:
- Anushenkov AN, Firsov NV. Ensuring the safety of mining operations in difficult mining and geological conditions. Mine Surveying and Subsurface Use. 2025;25(2):97-104. https://doi.org/10.56195/20793332-2025-25-2-97-104.
- Information about the authors:
-
- Alexander N. Anushenkov - Dr. Sci. (Eng.), Professor, Head of Department, Siberian Federal University, 660041, Krasnoyarsk, Russian Federation, e-mail:
This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it. - Nikolay V. Firsov - Graduate student, Head of Department, Siberian Federal University, 660041, Krasnoyarsk, Russian Federation, e-mail:
This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
- Alexander N. Anushenkov - Dr. Sci. (Eng.), Professor, Head of Department, Siberian Federal University, 660041, Krasnoyarsk, Russian Federation, e-mail:
- References:
-
- 1. Каюмова АН, Балек АЕ, Харисов ТФ. Оценка безопасности проходки сближенных капитальных камерных выработок в сложных гор- но-геологических и геотехнических условиях. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2022;7:131–47. [Kayumova AN, Balek AE, Kharisov TF. Assessment of the safety of driving closely spaced capital chamber workings in complex mining, geological and geotechnical conditions. Mining information and analytical bulletin. 2022;7:131–47 (In Russ.)]. https://doi.org/10.25018/0236_1493_2022_7_0_131.
- 2. Шапошник ЮН, Неверов АА, Неверов СА, и др. Оценка влияния накопившихся пустот на безопасность доработки Артемьевского ме- сторождения. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2017;3:108-18. [Shaposhnik YuN, Neverov AA, Neverov SA, et al. Assessment of the impact of accumulated voids on the safety of mining the Artemyevsky deposit. Physical and technical problems of mineral development. 2017;3:108-18 (In Russ.)].
- 3. Зуев ВА, Янко ИВ, Погудин ЮМ, и др. Применение конструкций крепи подготовительных выработок активного воздействия на кров- лю в сложных горно-геологических условиях. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2012;8:-34. [Zuev VA, Yanko IV, Pogudin YuM, et al. Application of support structures for development workings with active impact on the roof in complex mining and geological conditions. Mining information and analytical bulletin. 2012;8:27-34 (In Russ.)].
- 4. Черняк ИЁ, Бурчаков ЮМ. Управление горным давлением в подготовительных выработках глубоких шахт. 1984: 303. [Chernyak I.Ye., Burchakov Yu.M. Management of rock pressure in development workings of deep mines. 1984: 303 (In Russ.)].
- 5. Трубецкой КН, Галченко ЮП. Геоэкология освоения недр и экогеотехнологии разработки месторождений. 2015: 360. [Trubetskoy K.N., Galchenko Yu.P. Geoecology of subsoil development and ecogeotechnology of deposit development. 2015: 360 (In Russ.)].
- 6. Технико-экономический расчёт вскрытия и подготовки II горизонта шахты «Воргашорская» ПО «Воркутауголь». т. 1, кн.1. ГИПРО- ШАХТ. 1988. (внутренняя документация компании). [Technical and economic calculation of opening and preparation of the 2nd horizon of the Vorgashorskaya mine of the Vorkutaugol Production Association. Vol. 1, Book 1. GIPROSHAKHT. 1988 (internal documentation of the company) (In Russ.)].
- 7. Технологические схемы проведения выработок при многоштрековой подготовке выемочных участков на шахтах ОАО «Воркутауголь». СПГГИ (ТУ) «Воркутинский горный институт». Воркута, 2007. (внутренняя документация компании). [Technological schemes for conducting workings during multi-entry preparation of extraction sections in the mines of OAO Vorkutaugol. SPGGI (TU) Vorkuta Mining Institute. Vorkuta, 2007. (internal documentation of the company) (In Russ.)].
- 8. Руководство по расчёту параметров крепления сопряжений лав с примыкающими выработками при применении стоечной и анкер- ной крепи на шахте «Воргашорская». ВНИМИ, 1998 (внутренняя документация компании. [Guidelines for calculating the parameters of fastening the junctions of longwall faces with adjacent workings using rack and anchor support at the Vorgashorskaya mine. VNIMI, 1998. (internal documentation of the company) (In Russ.)].
- 9. Еременко ВА, Лушников ВН, Сэнди М, и др. Обоснование и выбор технологии проведения и способов крепления горных выработок в неустойчивых горных породах на глубоких горизонтах Холбинского рудника. Горный журнал. 2013;7:59-66. [Eremenko VA, Lushnikov VN, Sandy M, et al. Justification and selection of technology for conducting and methods of supporting mine workings in unstable rocks at deep horizons of the Kholbinsky mine. Mining Journal. 2013;7:59-66 (In Russ.)].
- 10. Dyomin V, Batyrkhanova AT, Tomilov A, et al. Developing technological schemes of driving workings with controlled resistance of contours. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2019;3:22-8. https://doi.org/10.29202/nvngu/2019-3/2.
- 11. Song G, Chugh YP, Wang J. A numerical modelling study of longwall face stability in mining thick coal seams in China. International Journal of Mining and Mineral Engineering. 2017;8(1):35-55. https://doi.org/10.1504/IJMME.2017.10003216.
- 12. Говорухин ЮМ, Риб СВ, Никитина АМ, и др. Моделирование численными методами процессов обрушения пород кровли. Гор- ный журнал. 2019;4:23-6. [Govorukhin YuM, Rib SV, Nikitina AM, et al. Numerical modeling of roof rock collapse processes. Mining Journal. 2019;4:23-26 (In Russ.)]. https://doi.org/10.17580/gzh.2019.04.05.
- 13. Ройтер М, Крах М, Кислинг У, и др. Зональная дезинтеграция горных пород вокруг очистных выработок. Физико-технические про- блемы разработки полезных ископаемых. 2015;2:46-52. [Reuter M, Krach M, Kisling U, et al. Zonal disintegration of rocks around stopes. Physical and technical problems of mineral development. 2015;2:46-52 (In Russ.)].
- 14. Экгардт ВИ, Кравчук ИЛ, Неволина ЕМ. Отечественный опыт работы без смертельных травм на угледобывающем предприятии. Без- опасность труда в промышленности. 2019;7:67-73. [Eckhardt VI, Kravchuk IL, Nevolina EM. Domestic experience of work without fatal injuries at a coal mining enterprise. Occupational Safety in Industry. 2019;7:67-73 (In Russ.)]. https://doi.org/10.24000/0409-2961-2019-7-67-73.
- 15. Калмыков ВН, Латкин ВВ, Неугомонов СС, и др. Промышленные испытания новых видов крепи при строительстве горных выра- боток на рудниках Уральского региона. Уральский промышленникъ. 2015;1:4-8. [Kalmykov VN, Latkin VV, Neugomonov SS, et al. Industrial testing of new types of support in the construction of mine workings in the Ural region. Ural Industrialist. 2015;1:4-8 (In Russ.)].
- 16. Тимошенко АИ. Экономическое развитие Сибири как результат государственной стратегии, направленной на индустриальную мо- дернизацию СССР. Историко-экономические исследования. 2018;19(1):91-118. [Timoshenko AI. Economic development of Siberia as a result of the state strategy aimed at industrial modernization of the USSR. Historical and economic studies. 2018;19(1):91-118 (In Russ.)].
- 17. Писаренко ПИ. Строительство уклона в сложных геодинамических условиях шахты «Скалистая» ЗФ ПАО «ГМК «Норильский ни- кель» со специальной частью «Повышение надежности металлической арочной крепи [Электронный ресурс]: дипломный проект специа- листа: 21.05.04. Красноярск: СФУ, 2016. URI: https://elib.sfu-kras.ru/handle/2311/27373 [Pisarenko, Petr Ivanovich. Construction of an incline in complex geodynamic conditions of the Skalista mine, ZF of PAO MMC Norilsk Nickel, with a special part “Improving the reliability of metal arch support [Electronic resource]: specialist’s diploma project: 21.05.04. Krasnoyarsk: SFU, 2016. URI: https://elib.sfu-kras.ru/handle/2311/27373].
- 18. Грибанов АМ. «Обеспечение безопасности при ведении основных технологических процессов на шахте «Березовская»: дипломный проект; Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ), Юргинский технологический институт (филиал) ТПУ (ЮТИ ТПУ); Томск, 2016. Электронный ресурс: http://earchive.tpu.ru/handle/11683/29600 [Gribanov AM. “Ensuring safety during the main technological processes at the Berezovskaya mine”: diploma; National Research Tomsk Polytechnic University (TPU), Yurginsky Technological Institute (branch) of TPU (UTI TPU). Tomsk, 2016. Electronic resource: http://earchive.tpu.ru/handle/11683/29600].
- 19. Yang S, Li Q, Yue H, et al. Study on roof deformation and failure law of close distance coal seams mining based on digital image correlation. Experimental Techniques. 2024;48(6):1-22. https://doi.org/10.1007/s40799-024-00717-w.
- 20. Wang P, Nong Zh, Kan J, et al. Instability mode and control technology of surrounding rock in composite roof coal roadway under multiple dynamic pressure disturbances. Geofluids. 2022;2022(1):8694325. https://doi.org/10.1155/2022/8694325.
- 21. Бейсембаев КМ, Малыбаев НС, Тутанов СК, и др. Разработка модели лавы для системы управления механизированной крепью с обратной связью. Горный журнал. 2019;8:38-43. [Beisembaev KM, Malybaev NS, Tutanov SK, et al. Development of a longwall model for a mechanized support control system with feedback. Mining Journal. 2019;8:38-43 (In Russ.)]. https://doi.org/10.17580/gzh.2019.08.07.
- 22. Жетесова ГС, Бейсембаев КМ, Нокина ЖН. Моделирование камерной выемки с уступной формой забоя. Уголь. 2021;1:14-20. [Zhetesova GS, Beisembaev KM, Nokina ZhN. Modeling of chamber mining with a stepped face shape. Coal. 2021;1:14-20 (In Russ.)]. https://doi. org/10.18796/0041-5790-2021-1-14-20.
- 23. Бейсембаев КМ, Жетесова ГС, Малыбаев НС, и др. Евразийский патент № 031964 В1. Секция шагающей крепи. Патентообладатель Бейсембаев К.М. 2019. Бюл. 3. [Beisembaev KM, Zhetesova GS, Malybaev NS, et al. Eurasian Patent No. 031964 B1. Walking support section. Patent holder Beisembaev K.M. 2019. Bulletin 3 (In Russ.)].
- 24. Жетесова ГС, Бейсембаев КМ, Нокина ЖН, и др Программирование, управление и цифровые модели забоев газоугольных шахт. 2020:176. [Zhetesova GS, Beisembaev KM, Nokina ZhN, et al. Programming, control and digital models of coal and gas mine faces. 2020: 176 (In Russ.)].
- 25. Peter K, Moshood O, Akinseye PO, et al. An overview of the use of rockbolts as support tools in mining operations. Geotechnical and Geological Engineering. 2022;40:1637-61. https://doi.org/10.1007/s10706-021-02005-5.
