Механизированные очистные и проходческо-очистные комплексы

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Механизированные очистные и проходческо-очистные комплексы

22.01.2020

Для разработки крутонаклонных тонкожильных месторождений еще в 1950-е годы возникла идея применять сплошную систему разработки с перемещающейся вдоль вертикального забоя буровой установкой, подвешенной на стальном тросе и оснащенной колонковыми перфораторами.

В опытном порядке система с использованием бурильнотранспортного агрегата была испытана М.И. Агошковым и другими на Гумбейском вольфрамовом руднике для отработки жилы мощностью 0,15-0,2 м. При этом в сравнении с системой с магазинированием руды производительность труда забойного рабочего возросла с 3,3 до 4,8 м3/смену, а ширина очистного пространства снизилась с 1,1 до 0,95 м.

После опубликования в зарубежной печати данных о довольно успешном применении для очистной выемки тонких жил технологии "Вейн Майнинг" с использованием бурильных установок "Алимак" сотрудниками ИПКОНа б. АН СССР, ВНИПИГорцветмета и НИПИГормаша в содружестве с другими научно-исследовательскими и конструкторскими организациями разработан и испытан на Березовском руднике агрегат КДВ, состоящий из буровой кабины, перемещающейся по монорельсу и оборудованной буровым агрегатом, который позволяет вести отбойку жилы при ширине очистного пространства 1,5 м.
Механизированные очистные и проходческо-очистные комплексы

Впоследствии агрегат КДВ был реконструирован в комплекс, состоящий из трех машин (табл. 5.15):

- агрегата КПВ-6, предназначенного для проходки восстающих площадью сечения 6-10 м2 и представляющего собой перемещающийся по монорельсу самоходный полок, оборудованный двумя манипуляторами перфораторов ПК-60;

- очистного комплекса КОВ-25, предназначенного для очистной выемки, с помощью которого производится бурение и заряжание скважин, монтаж взрывной сети, монтаж-демонтаж секций монорельса; КОВ-25 оборудован гидрофицированным манипулятором к перфоратору ПК-75.

ПB-1000, являющегося вспомогательной машиной комплекса, предназначенной для перемещения людей и грузов с одного горизонта на другой, аварийно-спасательных работ, может быть использован для монтажа-демонтажа секций монорельса и производства взрывных работ.

Комплекс оснащен устройством верхнего и нижнего переездов. Все машины унифицированы.

Серийное изготовление комплекса машин было организовано на Пермском заводе горношахтного оборудования.

Разработано три варианта сплошной системы для различных горно-геологических условий: с отбойкой руды из очистного пространства, с отбойкой руды из восстающих, с селективной выемкой руды.

Наиболее простым из вариантов новых систем разработки является система со сплошной выемкой руды по простиранию одинарными прирезками и отбойкой руды из очистного пространства.

Очистная выемка в блоке начинается от флангового восстающего и ведется прирезками по простиранию рудного тела на всю длину блока, которая определяется условиями устойчивости вмещающих пород. Первая прирезка обуривается горизонтальными скважинами непосредственно из флангового восстающего. Отбойка руды ведется слоями снизу вверх. Высота отбиваемого слоя принимается из расчета размещения в выработанном пространстве отбитой руды и обеспечения проветривания блока и может изменяться от 1-2 до 4-5 м и более. Порядок работ в каждом выемочном слое принимается следующий:

- бурение скважин глубиной 2,5-12 м (в зависимости от геологического строения рудного тела);

- заряжание скважин и монтаж взрывной сети;

- демонтаж секций монорельса на высоту отбиваемого слоя;

- подъем комплекса в верхний этажный (подэтажный) штрек;

- взрывание скважин и проветривание блока; выпуск отбитой за цикл руды.

Очистные работы во второй и всех последующих прирезках начинаются с монтажа монорельса сверху вниз в призабойном очистном пространстве на всю высоту этажа с одновременным приведением в безопасное состояние забоя в зоне работы очистного механизированного комплекса. После этого начинается отбойка очередной прирезки снизу вверх.

Этот вариант системы отличается простотой конструкции, но может быть использован лишь при высокой устойчивости вмещающих пород.

При применении варианта системы с выемкой руды спаренными прирезками с отбойкой из восстающихся помощью очистного механизированного комплекса производится отбойка двух смежных прирезок, расположенных по обе стороны от бурового восстающего.

Ширина прирезок, отбиваемых одновременно, может быть различной и определяется условиями залегания рудного тела, характером его изменчивости и мощностью.

Наиболее широкое распространение получил вариант системы спаренными прирезками. Данная технология была испытана на Чадакском, Кочкарском и Дарасунском месторождениях сотрудниками ВНИПИГорцветмета и ИПКОНа с участием Иргиредмета.

Испытания показали достаточно высокую эффективность новой технологии в сравнении с традиционными системами разработки. Наиболее высокие результаты были получены на Кочкарском месторождении (табл. 5.16).

Наряду с этим выяснилось, что, как самим машинам, так и разработанным системам, присущи серьезные недостатки. Значительные конструктивные недоработки и низкое качество изготовления проходческого агрегата КПВ-6 привели к тому, что после испытаний от его использования вообще отказались. Для проходки восстающих после некоторой конструктивней доработки сотрудниками НИПИГормаша был приспособлен транспортный агрегат ПВ-1000. Очистной агрегат КОВ-25, оснащенный перфоратором ПК-25, недостаточно эффективен и нуждается в оборудовании более производительной буровой машиной. Стоимость комплекса оказалась очень высокой, и многие рудники отказались от его применения именно по этой причине.

Конструктивное исполнение системы разработки спаренными прирезками также имеет ряд недостатков. При подготовке блока на двух горизонтах проводят полевые штреки и заезды на жилу через 7,5 м по простиранию. При такой схеме подготовки, например в условиях Дарасунского рудника, при высоте этажа 50 м на 1 м3 очистной руды приходится 0,38 м3 подготовительных выработок по породе.

Технология горных работ на базе комплекса машин с монорельсовым перемещением, безусловно, является перспективным направлением совершенствования технологии разработки месторождений жильного типа.

Все отмеченные недостатки новой технологии, несомненно, сдерживают ее развитие и основными направлениями ее совершенствования являются модернизация конструкций самих агрегатов, оснащение их более производительными буровыми машинами, удешевление, а также совершенствование систем разработки в направлении снижения удельной протяженности проходческих выработок по пустым породам.

Одновременно с применением монорельсовых комплексов в стадии опытно-экспериментальных работ находятся разработки механизированных комплексов на базе гидрофицированных и пневмобаллонных крепей.

Из двух вариантов комплексов на основе механизированных крепей более перспективным представляется комплекс на базе пневмобаллонных крепей, разработкой которого в течение ряда лет занимаются сотрудники Днепропетровского горного института, Читинского филиала ВНИПИГорцветмета и ИПКОНа б. АН СССР с привлечением специализированных организаций.

Основные преимущества механизированного комплекса на базе пневмобаллонных крепей по сравнению с комплексом машин с монорельсовым перемещением: более высокая безопасность работ, поскольку призабойное пространство (место работы забойщиков) надежно закреплено, имеется возможность покинуть забой в любой момент независимо от того, работает или нет механизированный подъем, состояние забоя контролируется рабочими непосредственно, и любая опасность обрушения или отслоения висячего бока или груди забоя может быть своевременно обнаружена и устранена, любые изменения мощности, угла наклона или простирания могут быть оперативно учтены в период отбойки, забой может оперативно опробоваться.

Область применения данной технологии по сравнению с технологией на базе машин с монорельсовым перемещением существенно расширяется за счет возможности отработки жил в условиях средней, а при определенной доработке конструкции - и недостаточной устойчивости вмещающих пород. Открывается перспектива разработки варианта технологии механизированной выемки тонких жил с последующей закладкой выработанного пространства и с обрушением вмещающих пород, а также конструкции комплекса, приемлемой для разработки тонких и маломощных жил наклонного и пологого залегания.

Начиная с 1976 г. выполнены испытания отдельных элементов пневмогидравлического комплекса, а также экспериментального образца комплекса ПКЖ-1. В результате испытаний установлена работоспособность конструкции и целесообразность создания очистного комплекса на базе пневмобаллонной механизированной крепи для разработки тонких и маломощных (до 2 м) крутонаклонных жил.

На основании проведения опытных работ и анализа результатов испытаний различных конструкций для механизированной выемки тонких крутонаклонных жил была разработана технологическая схема выемки жил сплошным забоем по простиранию, основанная на применении механизированной пневмогидравлической крепи КПГ-1000/1,6.

К настоящему времени разработана проектно-конструкторская документация на опытный образец комплекса для механизированной выемки крутонаклонных жил мощностью до 1,6 м в устойчивых и средней устойчивости вмещающих породах, позволяющий проходить локальные участки мощностью до 2 м.

Основу комплекса составляет пневмогидравлическая механизированная крепь, обеспечивающая поддержание в безопасном состоянии призабойного пространства, ограждение его от выработанного пространства, создание компактного аккумулирующего пространства для отбитой руды, безопасное перемещение рабочих и производство работ по всей длине вертикального (наклонного забоя). Секция пневмогидравлической крепи соединяется в единую технологическую линию, длина которой зависит от отрабатываемой высоты этажа или панели и может регулироваться числом соединенных между собой секций.

Эффективность добычи руды с применением механизированных комплексов на базе пневмогидравлических крепей по сравнению с традиционной технологией, а также с новыми экспериментальными технологиями ожидается за счет высокой степени механизации основных технологических процессов, обеспечения безопасных условий труда, практического исключения из технологического цикла таких трудоемких процессов, как проходка восстающих, крепление очистного пространства, подготовка рабочего места к работе (разравнивание руды, сооружение полков и др.).

В табл. 5.17 приведены данные, полученные при сравнении применяемой и экспериментальной систем разработки. Показатели по технологии на базе пневмобаллонных крепей рассчитаны на основании экспериментальных работ с учетом совершенствования конструкции комплексов и элементов технологии. Показатели по КОВ-25 и селективной выемке с применением самоходного оборудования получены в результате опытных работ и поэтому представляются несколько заниженными. Тем не менее, в целом технология выемки тонких и маломощных жил на базе пневмогидравлических крепей представляется весьма перспективной, потому что эффективное применение систем на базе КОВ-25 и малогабаритной самоходной техники более жестко ограничено требованиями горно-геологических и горнотехнических условий.

Кроме того, с налаживанием производства комплексов и их элементов практически на всех рудниках найдут широкое применение отдельные силовые элементы в качестве временных крепей, а также укороченные комплексы для отработки локальных участков.

Для этого представляется перспективным испытание комплексов, состоящих всего из 3-5 пневмобаллонных элементов с гидравлическим устройством для перемещения, которые могли бы укорачиваться или наращиваться в зависимости от изменения контура оруденения в плоскости жилы.

Для успешного и эффективного применения силовых пневмобаллонных элементов и укороченных комплексов на их основе в условиях золотодобывающих рудников необходимо выполнить исследования, направленные на усовершенствование конструкции, разработку устройств для транспортирования, перемещения в очистном пространстве, монтажа и демонтажа, разработку технологических схем применения в различных условиях, оценку эффективности и рациональной области применения.

К сожалению, работы по доведению комплекса и отдельных его элементов до внедрения были приостановлены из-за отсутствия скоординированной программы работ институтов и заводов, находящихся в различных государствах СНГ, а также сложностей финансирования этих работ за счет коллективных средств заинтересованных предприятий.

В целом же большинство разработчиков механизированных комплексов и технологии горных работ на их базе несколько переоценивают перспективу и область применения их на золоторудных месторождениях, так как в недостаточной мере учитывают специфику этих месторождений.

Золоторудные месторождения, как правило, отличаются неравномерностью распределения содержания, резкими изменениями мощности рудных тел по простиранию и падению, наличием апофиз, нередко с кондиционной рудой. В этом случае очистная выемка часто ведется с оставлением внутри блока породных целиков или с некондиционной рудой в пережимах рудного тела.

Применение для отработки подобных рудных тел механизированных очистных комплексов явно нецелесообразно, так как неизбежно приведет к частым переносам комплексов, потерям или повышенному разубоживанию руды.

При возобновлении работ по совершенствованию комплексов потребуется более реальный анализ сырьевой базы после проведения эксплуатационно-разведочных работ по блокам, где предполагается их применение, или, во всяком случае, расчет допустимых объемов пережимов или участков некондиционных руд при сплошной валовой отработке.

Только в этом случае заявка машиностроительным заводам на серийный выпуск комплексов станет реальной.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: