Файл: Байконуров О.А. Комплексная механизация очистных работ при подземной разработке рудных месторождений.pdf

На горизонте 290 м выемка очистных камер механизиро­ ванным способом заключается в проходке комбайном ПК-8 двух-трех сближенных выработок длиной 170—200 м с ос­ тавлением между ними целика шириной 1,0 м. Система из двух-трех сближенных выработок с целиком между ними составляет очистную камеру. Ширина междукамерного це­ лика 4 м. На горизонте 445 м ширина целиков между выра­ ботками и между камерами — соответственно 1,5 и 9,0 м (после расширения камеры буровзрывным способом — до 4.5 лг).

Комбайном ПК-8 проходят выработки сечением 8,1 ж2 со сводчатой кровлей в форме полуокружности радиусом 1,5 ж. Ширина выработки 3 м. Выположенная почва выработки позволяет отгружать руду от комбайна самоходными вагона­ ми. В связи с устойчивой формой кровли и малым временем отработки камер очистные выработки не крепят. Подготови­ тельные выработки (транспортные, разрезные, ниши для разворота комбайна, сопряжения и др.) крепят железобе­ тонными штангами длиной 2 м, расположенными по сетке 1.5 X 1,5. Комбайном ПК-8 проходят выработки в комплексе с бункером-перегружателем БП-2 и самоходным вагоном с электроприводом 10S С фирмы «Джой» или 4ВС-10 Воронеж­ ского завода горно-обогатительного оборудования. В процессе проходки бункер БП-2, прицепленный к комбайну, переме­ щается вместе с ним, обеспечивая непрерывность его работы. Емкость бункера-перегружателя БП-2—15 г, грузоподъем­ ность самоходного вагона — 10 т. После ухода груженого вагона из забоя для разгрузки на блоковый или панельный конвейер проходка выработки комбайном не прекращается, так как отбиваемая руда аккумулируется в бункере емкостью, достаточной для работы комбайна до возвращения вагона под погрузку при средней скорости подвигания забоя 4—4,5 м/час.

После завершения проходки очистной выработки бункерперегружатель отцепляется от комбайна ПК-8 и самоходным вагоном откатывается из забоя. Одновременно начинается перемещение комбайна к устью новой камеры, демонтаж вентиляционного става, сборка питающего комбайн силового кабеля. Подойдя к нише, комбайн разворачивается, продви­ гается к забою и затем приступает к засечке следующей вы­ работки в данной или новой камере. Бункер-перегружатель подкатывается к комбайну и цепляется к нему после про­ движения комбайна на расстояние 15—20 м.

Забой проветривается нагнетательным способом вентиля­ торами «Проходка-150-2м» или СВМ-6. Для подачи свежего

воздуха к забою используются матерчатые прорезиненные трубы марки «М» диаметром 500 мм. Пыль в забое улавли­ вается двумя вентиляторами СВМ-4 с рукавными матерча­ тыми фильтрами. Электроэнергия для комбайна подается из передвижной трансформаторной подстанции ТКПІВП-320/6 по гибкому кабелю ГРШЭ 3X95 + 1X10 + 3X4. Запас кабеля на длину выработки укладывается на почве в соседней не используемой для разворота нише. Большие возможности в резком увеличении производительности комбайнов ПК-8 бы­ ли выявлены, когда одна из бригад за месяц прошла 3109 м очистных выработок и выдала из блока 52 710 тсильвинитовой руды.

Высокогорское месторождение [27] разрабатывается под­ земным способом с 1949 г. Основной эксплуатационной еди­ ницей рудника является шахта «Магнетитовая», годовая добыча по которой достигает в настоящее время 4,3 млн. т. На руднике применяется ряд систем разработки, основными из которых являются подэтажные штреки и іэтажное прину­ дительное обрушение.

На шахтах рудоуправления большое внимание уделяется сокращению удельного веса проходческих работ. Так, в ре­ зультате использования в качестве буровых выработок гори­ зонта подсечки и откаточных выработок вышележащего го­ ризонта сокращено число буровых горизонтов, а в некоторых блоках подэтажные буровые горизонты полностью исключе­ ны. Доля подготовительных и нарезных работ в объеме бло­ ков за последние 5 лет снижена с 5—10 до 2,6—4,8%.

На проходческих работах ежегодно повышается произво­ дительность труда. Применение для проходки восстающих выработок комплекса КПВ-1А позволило увеличить скорость проходки восстающих выработок до 60 м в месяц, что значи­ тельно сократило сроки подготовки камер и блоков к эксплу­ атации. Ежегодно с помощью КПВ-1А на шахте «Магнети­ товая» проходится 1200—1500 м, что составляет 75% восста­ ющих выработок.

На проходке откаточных выработок успешно испытыва­ ется буровая каретка СБКНС-2, которая даст возможность повысить производительность труда и облегчить труд про­ ходчика. Широко применяется высокопроизводительная погрузочная машина МПР-6.

Для крепления и поддержания выработок в последние годы используется набрызгбетон. В 1970 г. этим способом (с помощью машины БМ-60) закреплено более 2000 м откаточ­ ных выработок. Для крепления выработок горизонта выпус­ ка руды применяются железобетонные штанги, устанавли­ ваемые с помощью машины ПН-1. Использование этих двух

видов крепления значительно облегчило труд рабочих и по­ зволило получить экономию 60 тыс, рублей в год.

На руднике механизирован процесс заряжания глубоких скважин гранулированными ВВ. Для этого применяются за­ рядные установки УЗС-6000, УЗС-1500 и УЗДМ-1, что дало экономию только на шахте «Магнетитовая» в 1970 г. около 50 тыс. рублей.

На выпуске руды повсеместно работают скреперные ле­ бедки мощностью 55 кет со скребком емкостью 0,6 м3. В 1970 г. на шахтах начато внедрение вибродоставочных уста­ новок ВДПУ-4ТМ, которые позволят повысить производи­ тельность труда на выпуске руды. Вся руда подвергается дроблению на подземных дробилках — щековых 900X1200 и конусных ККД 1200/150 до куска размером 150—200 мм.

Экономический эффект от совершенствования систем раз­ работки за пятилетие (1966—1970 гг.) составил более 500 тыс. рублей.

Главным резервом дальнейшего повышения производи­ тельности труда является снижение трудоемкости горнопро­ ходческих работ, рудничного транспорта и прочих работ. В частности, скорость проведения горизонтальных выработок может быть повышена в 2,5—3 раза благодаря применению нового самоходного оборудования (буровые каретки СБКН-2П, различные погрузочно-доставочные машины, са­ моходные вагоны и др.).

Прогнозные расчеты, выполненные ИГД МЧМ

СССР, показывают, что комплекс мероприятий, связанных с техническим перевооружением проходческих и очистных работ, механизацией вспомогательных работ, совершенство­ ванием организации горнорудного производства, примене­ нием концентрационных горизонтоз, обеспечит рост произ­ водительности труда на шахте «Магнетитовая» к 1975 г. в 1,4 раза, а благодаря внедрению конвейерного транспорта на концентрационных горизонтах к 1980 г.—в 1,7—1,8 раза.

Таким образом, при выполнении перечисленных меро­ приятий производительность труда на шахте «Магнетито­ вая» к 1975 г. возрастет до 25—26 г, а к 1980 г. — до 33— 35 г в смену, что соответствует уровню производительности труда передовых шахт мира.

Глава I

САМОХОДНЫЕ БУРОВЫЕ КАРЕТКИ

§ 1. Общие сведения. Классификация. Типаж

Как в Советском Союзе, так и за рубежом буровые карет­ ки используются при проходке горизонтальных и наклонных подземных выработок и тоннелей, а также на очистных ра­ ботах.

Широкое применение буровых кареток на горных работах в мировой практике обусловлено не только резким повыше­ нием производительности, но и большим облегчением тяже­ лого труда бурильщиков. В настоящее время забойщик, рабо­ тающий на буровой каретке, выполняет роль оператора по дистанционному управлению отдельными механизмами ка­ ретки для согласованного их действия. На буровых каретках все вспомогательные работы по установке бурильных машин, перемещению их с одного положения в другое, изменению по­ ложения в забое производятся механизированным путем. Имеются буровые каретки с программным управлением и с автоматизацией отдельных процессов бурения. Механизация и автоматизация вспомогательных работ резко сокращают их продолжительность, благодаря чему значительно воз­ растает коэффициент использования бурильных машин во времени.

Каретки, как правило, имеют несколько бурильных ма­ шин, что позволяет по сравнению с ручными перфораторами ускорить процесс обуривания забоя. Применение кареток позволяет обуривать забой высотой до 12 м. При этом имеет­ ся возможность использовать более эффективные бурильные машины (тяжелые колонковые перфораторы, вращательно­ ударные бурильные машины), а также увеличить глубину шпура до 5—6 м.

Благодаря дистанционному и полуавтоматическому управлению механизмами кареток один бурильщик может управлять одновременно несколькими машинами, что увели­ чивает производительность труда забойщика и сокращает

количество людей, одновременно работающих в забое. Ука­ занные положительные качества кареток выдвинули их в ряд прогрессивного технологического оборудования.

В СССР созданием буровых кареток занимаются инсти­ туты ЦНИИПодземмаш, Гипрорудмаш, НИПИГормаш, Гипроникель, Кузнецкий машиностроительный завод.

За рубежом каретки производят широкоизвестные фир­ мы: «Холман» (Англия), «Атлас Копко» (Швеция), «Секома» (Франция), «Гарднер Денвер», «Джой», «Ингерсоль Рэнд» (США) и акционерное общество «Тампелла» (Финлян­ дия). Отличительными особенностями большинства зарубеж­ ных буровых кареток являются наличие у них пневмоколесного хода, дизельного или электрического привода, ломаю­ щейся рамы с шарнирным соединением, унификация узлов и механизмов.

Техническая характеристика наиболее распространенных колонковых перфораторов приведена в таблице 3.

Современные буровые каретки классифицируются по следующим основным признакам: а) типу манипулятора; б) типу бурильной машины; в) типу ходовой части; г) виду применяемого привода.

По типу манипулятора они делятся на две большие груп­ пы: 1) каретки с манипуляторами одинарного действия;

2)каретки с манипуляторами двойного действия.

Укареток первой группы вторичные манипуляторы уста­

новлены непосредственно на раме.

К кареткам с манипуляторами двойного действия отно­ сятся те, у которых первичный манипулятор (башня, мачта, стрела) установлены на шасси каретки и служат для переме­ щения и поддержания платформы с вторичными манипуля­ торами. Вторичные манипуляторы по устройству разде­ ляются на: 1) стреловидные ; 2) колонкообразные; 3) ра­ диальные; 4) комбинированные, содержащие элементы предыдущих видов.

По типу установленных бурильных машин каретки разде­ ляются на три группы: 1) с бурильными вращательными ма­ шинами; 2) с вращательно-ударными бурильными машина­ ми и 3) с бурильными машинами ударно-поворотного бурения. По типу ходовой части каретки различают: 1) колесно-рельсовые; 2) пневмоколесные и 3) гусеничные.

По виду привода: 1) электрические; 2) пневматические; 3) дизельные ; 4) электрогидравлические.

По высоте обуриваемого забоя каретки разделяются на четыре группы.

К первой группе относятся каретки с максимальной вы­

сотой обуриваемого забоя до 2,5 м, ко второй группе — до 4 м, к третьей — до 7,1 м, к четвертой — до 11,2 м.

Наряду с классификацией был разработан типаж буро­ вых кареток (табл. 4) с использованием тех же признаков де­ ления [16]. Главным признаком при этом принята высота обуриваемого забоя.

Ряд унифицированных буровых кареток типа БК состоит из семи машин шести типоразмеров.

Проходческие каретки объединяют I, II, III и IV типораз­ меры. При создании кареток предусмотрено использовать стандартные унифицированные узлы (манипуляторы, авто­ податчики, вращатели, пульты управления). На автоподат­ чиках устанавливаются колонковые перфораторы с незави­ симым вращением бура ПК-50 и ПК-65 с энергией единично­ го удара 9 и 15 кГм. Они оснащаются полуавтоматической системой управления, позволяющей стабильно под­ держивать заданные параметры, а также системой дистан­ ционного управления всеми механизмами и системой про­ граммного управления бурильной машиной. Последняя обеспечивает автоматизацию забуривания, защиту от закли­ нивания инструмента, контроль за состоянием инструмента и самовозврат по окончании бурения шпура на заданную глубину. Система управления позволяет сократить затраты времени на вспомогательные операции и обеспечить возмож­ ность обслуживания одним оператором трех бурильных ма­ шин. Каретки I—IV типоразмеров оснащаются манипулято­ рами упрощенной и более надежной конструкции типа «вращающаяся стрела», которыми можно бурить перпенди­ кулярные забою шпуры без дополнительных затрат времени на установку автоподатчика.

Для кареток V—VI типоразмеров создается телескопиче­ ский автоматизированный манипулятор, обладающий такими же свойствами, как и манипулятор для кареток I—IV типо­ размеров при бурении забоя, и позволяющий, кроме того, после незначительной реконструкции обуривать кровлю, поч­ ву и стенки выработок. Большая часть кареток проектирует­ ся на пневмоколесном ходу с автономным (дизельным) при­ водом, что обеспечит по сравнению с каретками на гусенич­ ном ходу или колесно-рельсовыми каретками значительно большую маневренность. Серийный выпуск унифицирован­ ных кареток начнется с 1973 г. [16].

Ниже рассматриваются существующие отечественные и зарубежные каретки, которые объединены по типоразмерам унифицированных кареток БК, где главным признаком для отнесения кареток к тому или иному типоразмеру принята наибольшая высота бурения горизонтальных шпуров. В свя­