Файл: Систематизированные данные по внезапным выбросам угля и газа на шахтах восточных и северных месторождениях страны..pdf

творяет требованиям к средствам механизация проходческих работ на пластах,опасных по внезапным выбросам угля и газа.

Таким образом,применение специальных проходческих комбайнов на пластах,опасных по внезапным выбросам угля и газа,позволяет не толь­ ко обеспечить необходимый уровень безопасного ведения горных работ, но и решает проблему своевременной подготовки очистного фронта. Меха­ низированная проходка подготовительных выработок в особо опасных условиях отвечает таете и таким требованиям,как автоматизация произ­ водственных процессов,наличие минимального числа людей в опасных за­ боях.

§2. Технико-экономические требования на комплекс оборудования с проходческим комбайном избира­ тельного типа для проведения выработок по угольным пластам,опасным по внезапным выбросам

угля и газа

I. Сведения об изделии

1.1. Наименование изделия.

Комплекс оборудования о проходческим комбайном избирательного типа для проведения выработок по угольным пластам,опасным по внезап­ ным выбросам угля и газа.

1.2. Назначение и область применения.

Создание' безопасных условий при проведении выработок комбайнами избирательного действия на пластах,опасных по внезапным выбросам угля и газа,может быть обеспечено за счет применения бурового устрой­ ства,предназначенного для образования опережающих скважин и предохра­ нительного щита.

Комбайнами избирательного действия,оборудованными буревыми устрой­ ствами,проходятся выработки по углю или смешанным забоем при коэффициен­ те крепости породы f =4-5.

Создаваемые буровое устройство и щит должны предусматривать техно­ логическое совмещение процессов отбойки угля и заблаговременное буре­ ние скважин о целью предупреждения внезапных выбросов угля и газа.

1.3. Какой тип изделия,вид работ должно заменить или для какого нового процесса создается новое изделие.

Разрабатываемый комплекс оборудования,обеспечивающий бурение опережающих скважин при проведении выработок комбайнами избиратель­ ного типа по выбросоопасным пластам,должен заменить выемку угля отбой­ ными молотками и буровзрывными работами и создать надежные безопасные

условия.

1.4. Научно-техническое обоснование создания нового изделия. Одной из важнейших причин,сдерживающих расширение области приме­

нения проходческих комбайнов,которыми за последние 30 лет охвачено

411

только I I , 1% от всего объема проходки выработок,являются внезапные выбросы угля и газа.

Внезапным выбросам в настоящее время подверяены 100 шахт,разра­ батывающих около 250 выбросоопасных шахтопластов.т.е. более 40% объема проходческих работ. Если учесть также весьма опасные шахтопласты с суфлнрными выделениями,то общий удельный вес опасных горно­ проходческих условий будет значительно выше. С углублением горных ра­ ботка глубоких горизонтах,область распространения и количество опас­ ных шахтопластов резко возрастает.

Проведение горных выработок по выбросаопасным пластам осуществля­ ется преимущественно отбойными молотками и буровзрывным способом. При­ менение отбойных молотков не обеспечивает необходимой производитель­ ности,требует затрат большого количества ручного труда и сопровождает­ ся значительным технологическим шумом, препятствующим распознаванию начальных признаков внезапных выбросов. Прохождение выработок с помо­ щью отбойных молотков не соответствует современному уровню и темпам проходческих работ и не удовлетворяет требованиям Правил безопасности. Буровзрывной способ проходки выработок ухудшает общий уровень безопас­ ности работ,способствует неожиданному искусственному провоцированию внезапных выбросов и суфлярных выделений г<ва,возникновению опасных вспышек,загораний и взрывов рудничного газа.

Применение проходческих комбайнов избирательного типа с навесным оборудованием для бурения опережающих скважин устраняет основные не­ достатки, присущие молотковым и буровзрывным способам,и существенно по­ вышает общую безопасность проведения горных выработок по выбросоопас­ ным пластам.

Применяемые в настоящее время в шахтах проходческие комбайны оте­ чественного и зарубежного производства,не оснащенные противовыброенвы оборудованием,не отвечают требованиям безопасности работ на выбросо­ опасных пластах.

Научно-исследовательскими раоотами ВоотНИИ установлено,что суще­ ственное повышение безопасности проходческих работ на пластах выбро­ соопасных и суфляроопасных может быть обеспечено путем применения та­ ких технологических способов,при которых продвижение забоя могло бы осуществляться под прикрытием передовых дренажных скважин. Такой наи­ более безопасный технологический режим проходческих работ в наибольшей степени может быть осущеетв® н при проходке выработок комбайнами изби­ рательного типа,оснащенными навесным специальным оборудованием для бу­ рения опережающих дренажных скважин как можно большей длины.

При определенном количестве скважин,их опережающей выработку длине, а также постоянном остаточном размере опережения,рабочий забой выра­ ботки не только дегазируется равномерно по всему сечению и впереди на определенную длину (глубину),но и разгружается от своего первоначаль­ ного напряженного состояния,благодаря разгружающему действию опережаю­ щих скважин. Все это создает не только наиболее благоприятные условия

412

для своевременного распознавания начальных признаков,но и предотвраще­ ния внезапных выбросов в самой начальной стадии «к развазааания.

2. Показатели технического уровня,надеж­ ности и долговечности

2.1. Эксплуатационно-технические показатели.

Комплекс оборудования с проходческим комбайном избирательного типа для проведения выработок по выбросоопасным пластам состоит из бурового устройства и предохранительного щита,обеспечивающего защиту в процессе бурения опережающих скважин.

Буровое устройство должно позволять применение следующих техни­ ческих параметров опережающих скважин:

1.Длина скважин - 12-15 м;

2.Диаметр скважин - 250-300 мм;

3.Производительность - не менее 15 ш/час;

4.Расположение скважин - по крепким и перепетым пачкам угля.

3.Направление бурения в вертикальной плос­

Техническая характеристика податливого предохранительного щита, предназначенного для защиты обслуживающего персонала при бурении

413

4.Щит должен иметь отверстия,через которые производится буре­ ние окзажин.

5.Щит должен иметь быстроразъемные соединения,позволяющие

осуществлять его быструю раздвижку по мощности пласта.

Наиболее целесообразно выполнение первого варианта бурового устройства с применением автоматического питателя буровых штанг.

2.2. Показатель надежности и долговечности (наработка на отказ коэффициент готовности,срок службы).

Нараоотка на отказ -1500 час. Коэффициент технической готовности- 0,8. Срок службы - 3-5 лет. Срок службы до капитального ремонта -12 мес.

2.3. Патентная чистота (предполагается ли поставка изделия за границу и в какие страны).

Не предполагается

2.4. Особые требования по художественно-конструкторскому реше­

нию.

Должны быть на уровне требований,предъявляемых к современной горнопроходческой технгке.

2.5. Рекомендации по унификации и преемственности с другими конструкциями.

Принимаются в соответствии с буровыми моделями -комбайнами ПК-3,ПК-ЗМ.4ПУ,ПК-9 и серийно выпускаемыми буровыми станками.

3.Условия эксплуатации изделия

3.1.Технологическая схема работы нового изделия (режим работы,

организация работы,расстановка рабочей силы и технологический комплекс, в котором будет работать изделие).

Технологическая схема проведения подготовительных выработок комплексом оборудования,включающим в себя проходческий комбайн,бу­ ровое устройство для бурения опережающих скважин и съемный предохра­ нительный щит,состоит в следующем.

Перед началом проходки выработки устанавливается предохранитель­ ный щит на забой по всей мощности пласта или по выбросоопасной пере­ мятой пачке. Щит надежно раскрепляется с последней крепежной рамой (кругом). Последние в забое пять крепежных рам дополнительно усили­ ваются распорками. Отставание крепления в забое перед бурением

• 4 1 4

скважин не должно превышать 0,2 м.

После разыетки места заложения и ориентации опережающих скважин производится их бурение через окна щита. Последовательность бурения скважин - начиная с верхних рядов. Для невозможности одновременной отбойки угля исполнительным органом этого же комбайна последний дол­ жен быть заблокирован.

При бурении в забое должны находиться только буровая бригада и лицо вентиляционного надзора,контролирующий газовый режим и возможное появление предупредительных признаков внезапного выброса угля и газа. Бурение опережающих скважин производится машинистом проходческого ком­ байна и его помощником,которые должны обладать правами на бурение.

Скважины бурятся по наиболее перемятой пачке пласта длиной 12-15м диаметром 250-300 мм. Неснижаемое опережение скважин должно быть 5-7м. Число скважин в забое зависит от скорости проведения выработки и свойств пласта и принимается в соответствии с действующими норматив­ ными документами.

Бурение скважин производится дистанционно,с выносного пульта, совмещенного с пультом управления комбайном.

После окончания бурения серии скважин щит с забоя снимается,буро­ вой станок блокируется и приступают к проведению выработки комбайном.

Процесс крепления призабойной части выработки должен идти одновреыенно с подвиганием забои.

3.2. Внешние факторы.

Требования к внешним Факторам остаются те же,что и у проходчес­ ких комбайнов и буровых станков существующие типов.

3.3. Средства связи,сигнализация,освещение.

Требования не отличаются от таковых для комбайнов и буровых станков существующих типов.

3 . 4 . Х а р а к т е р и с т и к а г о р н о г е о л о г и ч е с к и х у с л о в и й .

Предохранительный щит,перекрывающий забой при бурении опережаю­ щих скважин,должен учитывать изменение мощности пласта или отдельных его пачек,т.е. быть раздвижным.

Буровое устройство должно позволять производить бурение скважин длиной 12-15 м по наиболее перемятым пачкан пласта с коэффициентом/ крепости по М.М.Протодьяконова f =0,5-до 0,4.

4 . С пециальны е т р е б о в а н и я к и здели ю

4.1. По условиям управления.

Буровое устройство должно быть оборудовано к at ручным,так.и дистанционным управлением. Пульты управления и контроля должны быть выносными.

4.2. По условиям ремонта. Секционирование по узлам бурового станка.

415