Roof Control Project

The second greatest cause of fatal injuries to Ukrainian coal miners is due to falls of roof. The primary method of supporting roof in Ukrainian mines is with steel arches. All mines use a single entry development method, driven with road header mining machines or conventional blasting methods. Since only a single entry is used, cross-sectional area must be maintained in the entry to allow for ventilation, track and belt installations, and ventilation tubing suspended in the center of the entry for a blowing system of ventilation to maintain airflow to the working development face. Therefore, an area greater than the height of the coal seams must be mined. Since steel arches are to be installed for primary roof support, the entry is developed in the shape of the arches. Large volumes of rock must be removed to accommodate this type of development. Advance is relatively slow compared to US mines, as the entry is advanced only one meter, or so, and then an arch must be installed. The legs of the arches are raised into position by hand and them bolted together. Then wooden or fibre-crete lagging is installed between the arches to protect from material falling between the arches. Finally, wood is inserted between the lagging and the roof to try to maintain the roof in position and prevent it from falling onto the arches. During this installation process, miners are exposed to unsupported roof for extended periods of time, because of the tedious process of construction.

Ukrainian mining officials have visited many mines in the US, since PEER started the mine safety projects, and have expressed an interest in utilizing the roof bolting method of roof support, as used in all US mines. The method allows for faster development, multi-entry advance, and no exposure to unsupported roof for miners. Because of multi-entry development, cross-sectional area is increased for travelways, aircourses and transportation. Entries can be mined up to 40 feet (12.2 meters) per cut before roof support has to be installed. Miners engaged in supporting the roof are protected by automated temporary roof supports while installing roof bolts. Only the softer coal seam is mined, which saves wear and tear on equipment, and minimizes the amount of rock that must be transported to the surface and disposed of.

After consultation with Ukrainian and American officials, PEER has applied for a grant with US-DOL to conduct seminars on roof bolting, and to engage in performing a test roof bolting area in a Ukrainian mine. PEER has done an evaluation of American equipment and has found that roof bolting machines are available that can be utilized to support roof inby of the road headers. The goal of the program is to support the development objective of the US DOL Ukraine Coal Mine Safety Program by demonstrating the effectiveness of recommendations to introduce roof bolting principles and technology to mining officials and at selected underground locations. This project will consist of the following seven segments:

A. Informational Seminars

B. Acquisition of a roof bolting machine and roof bolting material

C. Training

D. Determination of a test area and implementation of roof bolting

E. Formulation of a roof control plan for implementation of the bolting process

F. Evaluations of roof bolting area

G. Program Management

A. The first step of the roof bolting program will begin with an intensive training program for representatives of Labor Safety, strata control personnel from selected mines, and representatives of mine management from both the Donetsk and Lugansk Regions. This will involve utilization of strata control experts from the University of Kentucky, representatives from roof support manufacturers, and representatives from MSHA Technical Support services for oversight and guidance. Training to the Ukrainian coal industry is an integral part of the program to ensure sustainability after completion. The training will take place in Ukraine and in the U.S., and will utilize experts in strata control, roof bolting systems and equipment, and roof bolting machines. In addition, it is anticipated that MSHA will provide additional training in roof control safety at coal mines to supplement the work of the University of Kentucky and the equipment and bolt manufacturers.

The program training that will be provided in Ukraine will be in four different areas.

The first area will consist of intensive informational training concerning the properties of mine strata, the theories of roof bolting, and the importance of the proper design and installation procedures of roof bolts. This training will be demonstrational in design to prove that the theories of roof bolting are well-founded in their implementation and technique. Various types of roof bolt systems will be demonstrated to typify a variety of uses. Explanations will be provided concerning the history and development of roof bolt systems, and how the different systems are adapted to specific mining strata control problems and concerns.

The second area will be the actual hands-on training on the safe operation and proper use of the roof bolting machine.

The third area will be the importance of the evaluation of the roof conditions as roof bolt holes are drilled and the proper installation of the bolts into the specified pattern.

The fourth area will be the dissemination of information of the results of the test area to other mining companies and officials to encourage the sustainability of the program. Training in financial analysis to demonstrate the cost savings associated with roof bolting compared to arches will be conducted. This will also be tailored to include comparisons of the rate of mining advance where roof bolting is used in lieu of, or in conjunction with, arches.

Another segment

B. The second step will consist of an evaluation of available American roof bolting equipment manufacturers with the capability to construct and deliver a machine that is suitable for the Ukrainian mining environment. Once evaluations are completed, an agreement will be made to purchase the desired piece of equipment, and establish a timeline for construction and delivery. Determining factors will be:

• The size of the machine and it’s capability of performing work in a single isolated entry where a road header mining machine is working
• The ability of the manufacturer to design, construct and deliver a machine within the specifications determined, and within the timeframes as specified
• The capabilities of the machine to do the required work in the Ukrainian mining environment

Another segment

C. The third step of the process will be to establish a training program for mine management, supervisors, and miners who will operate the machine. This will include comprehensive training concerning the principles of roof bolting and hands-on instruction in the actual operation of the machine and the installation of roof bolts.

Another segment

D. The fourth step of the process will be to determine a mining operation that has the capability to host a test drilling area. Determining factors will be as follows:

• The mines will be State owned
• The mines will have progressive management
• The mines are not scheduled for closure
• Development work will have the capability to support a test area
• Availability of adequate underground electrical systems
• Hoisting capacity and cage size.

Another segment

E. The fifth step of the process will be for the team of American advisors, along with their Ukrainian counterparts, to evaluate the strata in the general area of the proposed test area to formulate a roof control plan. This plan will determine the spacing of roof bolts, the length and diameter of bolts, the system of installation (such as properties of resin cartridges), and the proper installation techniques. A determination will also be made as to the system to be used such as full bolting pattern, or a combination of bolts and arches, or both.

Another segment

F. The sixth step of the process will be for a group of American and Ukrainian strata control experts to perform evaluations of the area to determine the condition of the immediate roof, and the amount of cracking, shifting, breakage, or failure potential. This group will also be asked to evaluate the performance of the controls in place, and make recommendations to either continue the process or make changes and adjustments to the bolting techniques to improve the performance of the bolting plan.

Another segment

G. The seventh step of the process will be the program management by PEER.

Outside of the current US DOL mine safety program, there are no other US Government donor programs in Ukraine that provide technical assistance for coal mine safety. Ukraine does receive some donor assistance for coal mine safety from other international organizations; examples include programs provided from the European Union, Great Britain, Germany, and Japan. However, in discussions with the Ukrainian officials, it has been reported that these programs only address such issues as organization structure and safety training. It has been further reported that no program has included technical assistance that provides for equipment to address specific coal mine safety issues of the type proposed in this program.

The program management process will involve the following:

• All program proposals and budgets
• Program Logical Framework
• PMP Roof Control
• Program Timeline All required quarterly financial, technical, and status reports Contractors credentials submitted and approved by DOL Project registration submitted to the Ministry of Economy for approval In-Direct Rate submitted and approved through December ’05 Maintained relationships with Ukrainian partners Continue established relationships with US Embassy personnel

  All steps to the implementation process will be evaluated on-going, and any recommended changes or adjustments will be considered to further implement or improve the program.

  ПЕРЕВОД СТАТЬИ

  Проект Контроля Кровли

  Второй наиболее значительной причиной смертельных cлучаев среди украинских шахтеров является обрушение кровли. Первоначальный метод поддержки кровли в украинских шахтах - стальные арочные крепи. Все шахты используют единый метод проходки, проводимый с помощью проходческих комбайнов или традиционными буровзрывными методами. Учитывая наличие вентилятора, рельсовых путей, конвейерных установок, и вентиляционных труб, подвешенных в центре штрека, при проходке перекрытие необходимо крепить в штреке, чтобы позволить системе оснащения воздухом поддерживать воздушный поток к рабочей лаве. Таким образом, следует разрабатывать площадь, большую, чем мощность угольного пласта. С началом применения стальных арочных крепей для основной поддержки кровли, выработка проводится в форме арки, Для использования этого вида разработки необходимо удалять большие объемы породы. Скорость продвижения сравнительно ниже относительно шахт США, поскольку, при прохождении выработки только на один метр, сразу устанавливается крепь. Стойки арочной крепи устанавливаются вручную и скрепляются вместе болтами. Затем между крепями устанавливается деревянная или волокнистая обшивка, чтобы защитить крепи от падения материала между ними. В конце между кровлей и обшивкой помещаются деревянные подпорки, чтобы фиксировать кровлю и предохранять ее от падения на крепь. В течение процесса установки, шахтеры длительное время подвергнуты нахождению под незакрепленной кровлей из-за последовательности процесса установки.

  Руководители министерства угольной промышленности Украины посетили множество шахт в США, с тех пор, как PEER запустила проекты шахтной безопасности, и проявили интерес к болтовому методу поддержки кровли, использующемуся на всех шахтах США. Метод позволяет при более быстрой проходке продвижение выработки без незащищенной кровли для шахтеров. Из-за быстрой проходки подготовительных выработок, площадь сечения увеличена для подвозных транспортных путей, воздухопровода и транспортных средств. Выработки проходят на расстояние вплоть до 40 футов (12.2 метра) за заход, до установки крепления кровли. Шахтеры, занимающиеся креплением, защищены временными автоматизированными крепями во время установки крепежных болтов. Вынимаются только непрочные угольные пласты, которые берегут оборудование от износа и поломок, и минимизируют количество породы, которая должна транспортироваться на поверхность и ликвидироваться.

  После консультации с украинскими и Американскими представителями, PEER обратилась за предоставлением гранта с US-DOL на проведение семинаров по болтовому креплению, а также заказ на выполнение тестового крепления в украинской шахте. PEER оценила Американское оборудование и нашла, что машины, производящие крепление, доступны, что может использоваться для поддержки кровли при работе проходческих комбайнов. Цель программы - поддержка проектов US DOL Программы Безопасности Угольной Шахты Украины с помощью демонстрации эффективности рекомендаций горным инженерам и для введения принципов подобного крепления и технологии в определенных подземных местоположениях. Этот проект будет состоять из следующих семи частей:

  A. Семинар, посвященный теории

  B. Приобретение крепящего механизма и необходимых материалов

  C. Обучение

  D. Определение места испытаний и осуществление крепления

  E. Формулировка плана контролирования кровли при реализации процесса болтового крепления

  F. Оценка закрепленной площади

  G. Программа управления

  A. Первый шаг программы болтового крепления, начнется с интенсивного тренинга для представителей Безопасности Труда, персонала, контролирующего формации, от выбранных шахт, и представителей управления шахт, как из Донецкого, так и Луганского регионов. Это приведет к привлечению экспертов контроля формаций из Университета Кентукки, представителей от предприятий-изготовителей крепей и представителей от сервиса Технической Поддержки MSHA для надзора и руководства. Подготовка украинской горной промышленности - это составляющая часть программы, необходимая для гарантии ее поддержания после завершения. Тренировка будет проходить в Украине и в США, будут привлечены эксперты в контроле формаций, системе болтового крепления, соответствующей оснастки, и крепящих машин. Кроме того, предполагается, что MSHA обеспечит дополнительную стажировку по безопасности контролирования кровли в угольных шахтах, чтобы дополнить работу Университета Кентукки и производителей болта и оборудования.

  Программа обучения, которая будет проведена в Украине, будет в четырех различных областях.

  Первая область будет состоять из интенсивной информационной подготовки, касающейся свойств шахтных пород, теорий болтового крепления кровли, и важности соответствующих конструктивного решения и установки кровельных болтов. Эта подготовка будет демонстрационной в проекте, чтобы доказать, что теории болтового крепления обоснованы в их исполнении и технологичности. Будут продемонстрированы различные виды систем кровельных болтов для примера разнообразия применений. Будут приведены объяснения относительно истории и разработки систем болтового крепления, а также адаптации различных систем к специфическим шахтным проблемам и заботам контроля горных пород.

  Вторая область - это реальная практическая тренировка на безопасном опытном образце и соответствующее использование крепящего механизма.

  Третья область - это важность оценки состояния кровли, так как сверление отверстия кровельного болта и соответствующая установка болтов производится в определенном образце.

  Четвертая область - это распространение информации о результатах тестирования на других горных предприятиях и среди должностных лиц для поощрения возможности поддержки программы. Будет проводиться инструктаж в финансовом анализе для демонстрации экономии средств, связанных с болтовым креплением по сравнению с арочными крепями. Он будет также разработан, для включения сравнительной характеристики скорости продвижения выработки, где болтовое крепление используется вместо или в сочетании с арочными крепями.

  Следующий раздел

  B. Второй шаг будет состоять из оценки имеющейся в распоряжении Американских предприятий-изготовителей оснастки крепления с возможностью конструировать и доставлять машину, соответствующую украинским шахтным условиям. По завершении оценивания, заключается соглашение о закупке желаемых образцов оборудования, и обеспечении своевременности для конструирования и доставки. Определяющими показателями будут:

  • Габариты машины и ее способность выполнять работу в одиночной изолированной выработке, где работает проходческий комбайн
  • Способность производителя разработать, конструировать и доставлять машину в пределах технических требований, и в пределах временной крепи как определено
  • Способность машины выполнять требуемую работу в украинских горных условиях

  Следующий раздел

  C. Третий шаг процесса будет направлен на создание обучающей программы для шахтного руководства, мастеров участка, и шахтеров, которые будут эксплуатировать машину. Обучение включит всестороннюю подготовку, касающуюся принципов болтового крепления и практического инструктажа в фактической эксплуатации машины и установке крепежных болтов.

  Следующий раздел

  D. Четвертый шаг процесса - определение горных процессов, которые имеют свойство HOST области тестового сверления.

  Определяющими показателями будут, как указано ниже:

  • Шахты будут во владении государства
  • Шахты будут иметь прогрессивное управление
  • Шахты не подлежат закрытию
  • При проходческих работах будет возможность поддерживать тестирование
  • Пригодность соответствующих подземных электрических систем
  • Возможность подъема и размер клети.

  следующий раздел

  E. Пятый шаг процесса - для команды Американских консультантов, наряду с их украинскими коллегами, направлен на оценку толщи породы по всей площади предложенной тестовой области, чтобы сформулировать план контроля кровли. Этот план определит размещение крепежных болтов, длины и диаметра болтов, системы установки (как, например, свойства полимерных втулок), и соответствующего установочного оборудования. Будет определяться также система применения как полностью крепленого болтами образца, или комбинации болтов и анкерного крепления.

  следующий раздел

  F. Шестой шаг процесса будет состоять в выполнении группой американских и украинских экспертов контроля горных пород оценки области, чтобы определить состояние непосредственной кровли, количество сколов, сдвигов, поломку, или потенциал отказа. Эту группу также попросят оценить производительность средств контроля на месте, и сделать рекомендации продолжать ли процесс либо делать изменения и корректировки в оборудовании крепления, чтобы улучшить производительность плана болтового крепления.

  следующий раздел

  G. Седьмой шаг процесса - программы управления PEER. За пределами текущей программы безопасности шахт US DOL нет никаких других донорских программ Правительства США в Украине, которые обеспечивают техническую поддержку безопасности угольной шахты. Украина получает некоторую донорскую помощь для безопасности угольной шахты от других международных организаций; к примерам можно отнести программы, предоставленные Евросоюзом, Великобританией, Германией, и Японией. Однако, в обсуждениях с украинскими руководителями, было доложено, что эти программы только затрагивают такие проблемы как структура организации и подготовка безопасности. Далее сообщалось, что ни одна программа не включила техническую поддержку, предусмотренную для оборудования, чтобы направить внимание на особые вопросы безопасности угольной шахты типа, предложенного в этой программе.

  Программа управления процессом включает следующее:

  • Все предложения программы и бюджеты
  • Логическая Структура Программы
  • Контроль Кровли PMP
  • Программа Своевременности
  • Все требуемые ежеквартально финансовые, технические, и статусные отчеты
  • Удостоверения личности подрядчиков, представленные и одобренные DOL
  • Регистрация проекта, представленная Министерству Экономики для одобрения
  • In-Direct Rate, представленная и одобренная 05 декабря
  • Поддерживаемые отношения с украинскими компаньонами
  • Продолжение созданных отношений с персоналом Посольства США

    Все шаги к процессу осуществления будут оценены на пути к цели, и любые рекомендуемые изменения или корректировки будут учитываться при дальнейшем выполнении или улучшении программы.

    ---

    http://www.peer.org.ua/Project-3.html

    ---