Требования смежных подсистем к технике и технологии горноподготовительных работ

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Требования смежных подсистем к технике и технологии горноподготовительных работ

14.12.2019

Анализ перспективных схем подготовки и систем разработки показывает. что горноподготовительные работы должны удовлетворять ряду требований, связанных с вопросами совершенствования технологии, техники и организации проведения подготовительных выработок. Основными из них являются следующие:

1. Своевременное воспроизводство очистного фронта. С целью обеспечения необходимой добычи угля к моменту отработки выемочного участка (поля) должен быть полностью подготовлен новый аналогичный участок, т. е. пройдены оконтуривающие участок горные выработки, в том числе разрезная печь, произведен демонтаж проходческого оборудования, смонтировано и опробовано в очистном забое и выемочных выработках оборудование, обеспечивающее работу очистного фронта. При этом подготовку нового выемочного участка необходимо производить в ограниченное время, составляющее около 75% продолжительности отработки действующего выемочного участка.

Для того, чтобы выиграть время, затрачиваемое на монтаж оборудования для очистной выемки, проходческие работы рекомендуется вести со сдвигом во времени, т. е. не по окончании монтажно-демонтажных работ, а параллельно с ними. Например, в данный период времени на шахте отрабатывают выемочный участок № 1, пройдены подготовительные выработки на участке № 2, для оставшихся по подготовке этого участка работ (монтаж и опробование оборудования) требуется один месяц. Если начать в это время проведение подготовительных выработок нового участка № 3, то закончить эти работы можно также за месяц до начала монтажных работ на участке, т. е. с таким сдвигом во времени, который допускает все необходимое для подготовки участка время (tп = 0,75tотр) потратить непосредственно на выполнение проходческих работ.

Поскольку при некоторых схемах подготовки выемочных участков (полей) проведение подготовительных выработок возможно лишь последовательно, друг за другом, максимальная скорость их проведения должна рассчитываться исходя из этого условия.

В настоящее время на подготовку одного очистного забоя требуется 1600 м подготовительных выработок, на ближайшую перспективу -2000-2400 м; скорость подвигания очистных забоев при применении высокоэффективных выемочных комплексов составляет 6-6,5 м/сут, или около 160-170 м/мес; время отработки участка длиной 1000 м - около 6 мес; требуемый срок подготовки - 4,6 мес. При проведении за этот период одним забоем даже 2000 м выработок месячная скорость подвигания составит 430-440 м, а сменная (при двухсменном режиме и 25 рабочих днях в месяц) - 8-9 м; при больших (порядка 20 м2 вчерне) площадях сечения выработок за смену необходимо разрушать и транспортировать около 160-180 м2 породы в массиве или иметь систему машин, обеспечивающую разрушение и транспортировку около 25 м3 породы в массиве за 1 ч. В этом случае требования к проходческой технологии и технике при параллельном выполнении операций и 75-процентном использовании систем машин во времени обусловливают: техническую производительность по разрушению массива 0,8 м /мин; по транспортировке горной массы (в разрыхленном состоянии) - 2,1 м3/мин; скорость установки крепи 2 м/ч (или 25 м2 обнаженной поверхности за 1 ч); при последовательном выполнении операций соответствующие цифры будут значительно выше: 1,2-1,8; ,1-4,5 м3/мин и 4-6 м/ч. Естественно, что эти критические требования относятся к технологии и технике будущего, однако при проектировании создания новой техники их необходимо учитывать уже сейчас,

2. Максимальная механизация производственных операций и исключение тяжелого ручного труда. Это требование к проходческой технике и технологии диктуется не только развитием научно-технического прогресса в целом, но и теми успехами, которые уже достигнуты на очистных работах при использовании механизированных выемочных комплексов. При создавшейся диспропорции в развитии технического оснащения очистных и подготовительных работ труд проходчиков становится малопривлекательным. Зарубежные специалисты отмечают недостаток рабочих на горноподготовительных работах в шахтах стран ЕЭС, несмотря на безработицу в ряде других отраслей хозяйства этих стран.

Работы по созданию прогрессивной проходческой техники для отечественных угольных шахт имеют целью прежде всего обеспечить нормальные условия труда проходчиков.

1. Максимальная унификация сечений подготовительных выработок и систем машин для их проведения. Различное назначение подготовительных выработок при разных системах разработки и схемах подготовки выемочных участков обусловливают многообразие форм и типоразмеров сечений, что в свою очередь определяет необходимое число типов и типоразмеров проходческого оборудования. Поэтому унификация сечений подготовительных выработок с целью сокращения числа их типоразмеров является основой унификации проходческого оборудования.

В то время создаваемые машины должны быть универсальны. Анализ применяемых и рекомендуемых на перспективу площадей сечений показывает, что основное оборудование должно применяться при ширине выработок 3,5 6 и высоте 3-5 м и обеспечивать любую форму сечения выработки, особенно арочную. Эти же требования относятся к конструкциям крепей (элементы которых в определенной степени могут быть унифицированы) и средствам механизации их возведения.

4. Дополнительные требования к универсальности систем проходческих машин. Они обусловлены преобладающими углами наклона проводимых выработок, характером забоя, крепостью и степенью присечки боковых пород. Большинство основных подготовительных выработок, оконтуривающих выемочные участки либо вскрывающие выемочные поля, проводят с углами наклона +10°, в перспективе 85% объема выработок будут проводить с углами наклона не более +18°, поэтому есть все предпосылки к созданию универсальных систем проходческих машин для указанных диапазонов углов наклона.

5. Обеспечение нормального проветривания подготовительных тупиковых забоев. Это требование становится особо важным в связи с возрастанием средней протяженности подготовительных выработок до 800-1500 м и более и все большим удалением тупиковых забоев от общешахтной вентиляционной струи. Увеличение площадей сечений выработок еще не обеспечивает размещения в нем нескольких вентиляционных трубопроводов, так как, наряду с возрастанием площадей сечения, верхняя часть забоя все больше загромождается различного назначения монорельсовыми дорогами и подвесным оборудованием, особенно в пределах призабойной зоны. Кроме того, наличие нескольких вентиляционных трубопроводов сильно затрудняет установку крепежных рам, осложняет проектирование и создание прогрессивной проходческой технологии и техники. He дает должного эффекта и работа на один трубопровод ряда последовательно установленных вентиляторов местного проветривания.

Таким образом, требование к обеспечению нормального проветривания подготовительных тупиковых забоев на перспективу сводится к созданию более совершенных средств и способов в увязке с системами проходческих машин основного назначения.

6. Конвейеризация транспорта горной массы из подготовительных забоев и своевременная доставка к забоям рабочих, материалов и оборудования. Большой объем проведения наклонных выработок при переходе на столбовые системы разработки по падению - восстанию, знакопеременный профиль выработок, оконтуривающих отрабатываемые механизированными комплексами выемочные участки, необходимость совмещения во времени работ по разрушению, погрузке и транспортировке горной массы резко ограничивают возможности рельсового транспорта. Так, при проведении выемочных выработок для лав, работающих по падению-восстанию, средней протяженностью 1—1,5 км, при концевой откатке необходимо сооружать специальные камеры с обособленным проветриванием и монтировать временные дорогостоящие подъемные машины и лебедки в каждой наклонной выработке. Кроме того, концевая откатка не обеспечивает предусмотренных технологическими схемами необходимых скоростей проведения выемочных наклонных выработок.

Применение для указанных целей существующих конструкций стационарных ленточных конвейеров также не всегда эффективно ввиду значительно большей производительности конвейеров, рассчитанной из условия транспортировки угля из лав (по сравнению с той, которая требуется при проведении выработок), преждевременного износа лент крепкой породой, неприспособленности их конструкций к регулярному перемонтажу по мере подвигания подготовительных забоев. Кроме того, приводные головки таких конвейеров при эксплуатации зачастую приходится перемонтировать вследствие разного направления грузопотоков при проведении выработок и очистной выемке.

Таким образом, необходимо создание специальных проходческих конвейеров, обеспечивающих транспортировку горной массы, включающей породы с f < 10, при углах наклона а < 18°. Конструкция конвейеров должна удовлетворять условиям их быстрого монтажа-демонтажа и наращивания в процессе проведения выработок. Желательно, чтобы такие конвейеры были оснащены промежуточными приводами и работали без перегрузки на расстоянии примерно 1-1,5 км.

Требования к ленточному проходческому конвейеру должны также предусматривать его технологическую универсальность, т. е. возможность применения в сочетании с разными конструкциями проходческих комбайнов и погрузочных машин. При использовании на горноподготовительных работах ленточных конвейеров доставка людей, материалов и оборудования должна осуществляться специальными не зависимыми от работы конвейеров средствами.

В этом отношении наиболее предпочтительными являются монорельсовые дороги, которые особенно эффективны в тех случаях, когда их применение предусмотрено в период эксплуатации выработок. Ho даже в вентиляционных выемочных выработках, проводимых с использованием ленточных конвейеров, целесообразно применение монорельсовых дорог, которые затем рекомендуется оставлять там на период отработки выемочного участка и демонтировать в процессе погашения выработки.

7. Обеспечение раздельной выемки и транспортировки yгля и породы из подготовительных забоев. Данное требование является актуальным при необходимости добычи угля высокого качества. Прежде всего оно относится к конструкциям комбайнов и других средств выемки и погрузки горной массы, однако накладывает ограничения и на транспортную цепочку. Конвейеризация проведения подготовительных выработок технологически взаимоувязывается с общей конвейеризацией шахт, но затрудняет раздельную выемку угля и породы из подготовительных забоев. Для этой цели необходимо создать специальные емкости.

В настоящее время уже ведутся работы по созданию полустационарных бункеров - конвейеров для аккумулирования породы в зоне ее перегрузки с выемочного штрека на бремсберг или уклон, однако их применение возможно лишь в определенных условиях эксплуатации выработок. Поэтому целесообразно разрабатывать призабойные передвижные бункеры - конвейеры, которые могли бы аккумулировать породу, выдаваемую из забоя за смену. Эти емкости должны перемешаться вслед за проходческим оборудованием в период погрузки породы. Разгрузка породы бункером-конвейером и транспортировка ее но всей конвейерной магистрали могут осуществляться между сменами или в ремонтную смену.

8. Совершенствование организации производства и труда. Концентрация и интенсификация горных работ, увеличение мощности и производительности систем проходческих машин обусловливают требования в части совершенствования организации труда и производства на горноподготовительных работах:

создание специальных служб по обеспечению так называемого технологического задела, т.е. специальных звеньев рабочих, которые параллельно с проведением предыдущей основной выработки заранее подготавливают к проведению последующую; разделывают сопряжение, проводят участок выработки для монтажа в нем проходческого комплекса, монтируют и опробуют этот комплекс до начала основных проходческих работ. Основная проходческая бригада, окончив проведение предыдущей выработки, может сразу же приступить к проведению последующей, в то время как звено, обеспечивающее технологический задел, переходит на следующий участок. Это требование тем более актуально, что во многих производственных объединениях монтажно-демоитажными работами в очистных забоях, оборудуемых механизированными выемочными комплексами, занимаются рабочие специальных монтажных управлений;

- организация ремонтно-профилактических смен (одна в сутки) и специальных служб, обеспечивающих профилактический осмотр, текущий ремонт и опробование проходческого оборудования; при использовании механизированных выемочных комплексов такие работы проводятся на многих шахтах страны;

- создание специальных служб, обеспечивающих своевременную доставку к подготовительным забоям необходимых материалов, запчастей и оборудования.

Опыт работы скоростных проходческих бригад свидетельствует о высокой эффективности перечисленных организационно-технических мероприятий.

9. Переход к безлюдному проведению выработок, т.е. постепенному выведению людей из подготовительных забоев. В отрасли уже ведутся научно-исследовательские и проектно-конструкторские работы по обеспечению безлюдной выемки угля, предусмотренной на перспективу. Однако вывод людей из очистных забоев, естественно, не обеспечит должного технико-экономического и социального эффекта, если в подготовительных забоях (т.е. в потенциально опасных и вредных для здоровья условиях производства) будут оставаться рабочие.

При безлюдной выемке и проходке, очевидно, нецелесообразно проводить выемочные (оконтуривающие выемочный участок) выработки большой площади сечения, с присечкой значительного объема боковых пород, для доставки которых иногда требуется самостоятельная транспортная цепочка.

Проведение же выработок на тонких пластах без присечки боковых пород ставит ряд принципиально новых задач, связанных с созданием средств доставки людей в забой для осуществления профилактических и ремонтных мероприятий; доставки и установки элементов крепи либо упрочнения вмещающих пород, с конструированием приводов машин высотой до 1 м.

С целью универсализации проходческого оборудования все эти вопросы необходимо увязывать также с вопросами создания единой системы машин для проведения нарезных и прочих выработок по пласту без приселки боковых пород.

Исследования, выполненные ИГД им. А.А. Скочинского, показывают, что в близкой перспективе реально создание проходческих агрегатов фронтального действия с использованием передвижной механизированной крепи, которые смогут применяться в больших диапазонах мощностей и углов наклона пластов. Это позволит решить не только вопросы механизации проведения нарезных и прочих выработок, но и выемки угольной раскоски при широком ходе, отработки угольных целиков, а также проведения протяженных выемочных выработок без приселки боковых пород при отсутствии необходимости специального упрочнения вмещающих пород. Последнее обстоятельство обусловливает актуальность любого промежуточного решения данного вопроса, поскольку в Южно-Якутском бассейне разведаны огромные запасы угля (на пластах мощностью 1-2 м), наиболее эффективная выемка которого связана с системами разработки и схемами подготовки, характеризующимися проведением выемочных выработок без присечки боковых пород.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: