книги из ГПНТБ / Дубынин, Н. Г. Совершенствование технологии выемки тонких наклонных жил

забоя и перемещаемой руды по почве забоя:

где /3 — коэффициент трения скребка о почву забоя; /х — коэф­ фициент трения руды о почву забоя.

Суммарная величина сопротивлений, направленных нормально наклонной плоскости

Таким образом, сумма сопротивлений, направленных нор­ мально и параллельно наклонной плоскости, составит требую­ щееся тяговое усилие рабочего хода установки

При работе установки имеют место дополнительные сопротив­ ления эпизодического характера: упоры скребка о выступ груди забоя, стойку, перемещение большого количества руды, заедание каната в блочках и т. д., которые также следует учитывать при определении тягового усилия. Для этого необходимо в формулу ввести коэффициент дополнительных сопротивлений кя. С введе­ нием коэффициента формула (54) примет окончательный вид:

Fv=KR[±(Qc+Qlt)n s m a + (fiQc+ f1Qp)ncosa] кГ. ;(55)

Знак минус в формуле ставится при движении скребков вниз (он указывает, что при углах наклона свыше 40° возможно отри­ цательное значение величины тягового усилия рабочего хода).

Определение тягового усилия холостого хода. Величина тяго­ вого усилия холостого хода, при котором скребкидвигаются только вверх, также слагается из сопротивлений, направленных нормально и параллельно наклонной плоскости лавы:

Определение мощности привода лебедки. Требующуюся мощ­ ность электродвигателя лебедки можно рассчитать по известной формуле

70

и дополнительных нагрузках, приведенных в табл. 27.

Из табл. 27 видно, что для тягового усилия рабочего хода коэф­ фициент дополнительных сопротивлений составил 1,35, для холо­ стого хода — 1,1. Подставляя значения кя в формулы (55) и (58),

Та б л и ц а 28

выбор привода МСДУ в зависимости от параметров доставки

71

=1,35[—(75- - 400)10 • 0,42-f (0,6-75+0,8-400)10-0,9] ==1720 кГ, Fy, = 1,1[75-10(0,6-0,9+0,42)] = 790 кГ.

По наибольшему тяговому усилию определяется необходимая мощность лебедки

1720x1,17

N = 102x0,85- = 23 кВт.

По^ формулам (55), (58) и (59) произведены расчеты тяговых усилий и мощности привода для различного числа скребков (рас­ стояние доставки) и различных углов наклона почвы забоя: число скребков принималось от 4 до 20, а расстояние между ними — 5 м. Результаты расчетов величин тяговых усилий и мощности в зави­ симости от условий работы МСДУ сведены в табл. 28. По ее дан­ ным построены графики зависимости тяговых усилий и потребля­ емой мощности от числа установленных скребков (рис. 28, а, б; 29).

72

тываются на растяжение (разрывные усилия) по наибольшему тя­ говому усилию и величине разрывного усилия каната (цепи). При этом запас прочности каната должен быть не менее 2,7, т. е.

^> 2 , 7 ,

*Н

где Т^раз'— разрывное усилие каната, кГ (ГОСТ 3077-55, 2319-15) FK— наибольшее тяговое усилие, кГ.

Расчеты показали, что для работы установки (число установ­ ленных скребков равно 10) необходим канат диаметром 15 16,5 мм или цепная сталь диаметром 16—18 мм.

§ 6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЦИОНАЛЬНОГО СПОСОБА ДОСТАВКИ РУДЫ

Результаты опытов по доставке отбитой руды позволяют дать оценку отдельным способам доставки и определить наиболее ра­ циональный из них. Оценка производится цо двум показателям: 1) производительности средств доставки, 2) себестоимости доставки

РУДЫ.

Производительность средств доставки. Результаты замеров производительности различных средств доставки сведены в табл. 29. По данным табл. 29 построены графики зависимости производи­ тельности средств доставки от длины забоя — лавы (рис. 30).

Из данных табл. 29 видно, что наибольшая производитель­ ность доставки достигается при работе многоскребковой доставочной установки (240—290 т/смену).

Производительность МСДУ в 2,2—6,7 раза выше скреперной и в 3,3—15 раз выше гидравлического способа доставки.

73

где кп— коэффициент использования установки во времени; Рч среднетехническая часовая производительность установки, т/ч.

Таким образом, из числа исследованных наиболее производи­ тельным является способ доставки руды с использованием много­ скребковой доставочной установки, при котором производитель­

ность очистного забоя может быть повышена до 500 т/смену. Для сравнения работоспособности и металлоемкости конструк­

ции исполнительных органов МСДУ и скреперной установки были

проведены их промышленные испытания.

В табл. 30 даны основные параметры скреперов гребкового типа (наиболее распространенные при разработке тонких жил) [4,21, 36] и скребков —исполнительного органа МСДУ.

По данным табл. 30 построен график зависимости емкости

скребков от их веса (рис. 31).

Наблюдения показали, что скребки МСДУ по сравнению со скреперами имеют меньший собственный вес, а объем перемеща­

74

Т а б л и ц а 31

Затраты на 1 м3 рудной массы при различных способах доставки, руб.

за счет уменьшения сопротивлений при холостом ходе и увели­ чения количества доставляемой руды при небольшом собственном весе исполнительного органа установки.

Особенно высокие затраты по материалам наблюдаются при гидравлической и скреперной доставке за счет большого расхода дорогостоящих шлангов, рукавов и канатов. При работе МСДУ канаты изнашиваются меньше, потому что вместо рабочего каната используется цепь, которая имеет более высокую износоустой­ чивость.

Наибольшие затраты по статье «Амортизация оборудования» имеет многоскребковый способ доставки и гидравлический вслед­ ствие высокой стоимости оборудования.

Наименьшие суммарные затраты по всем статьям имеют место при доставке с помощью МСДУ. При этом способе затраты на доставку 1 м3 руды составляют всего 4,47 руб., а при скреперной доставке—6,0 руб., т. е. снижаются на 1,53 руб. Остальные спо­ собы доставки не являются конкурентоспособными (табл. 31).

Из изложенного следует, что высокопроизводительным и эко­ номичным является способ доставки с использованием многоскреб­ ковой доставочной установки.

Выбор наиболее рациональной технологии доставки. Как по­ казано выше, лучшие технико-экономические показатели доставки руды получаются при применении многоскребковой доставочной установки, следовательно, ее и целесообразно внедрить при раз­ работке тонких наклонных жил. Но при этом виде доставки рудная мелочь, остающаяся на почве очистного забоя, не может быть полностью убрана. Как известно, эта мелочь бывает наибо­ лее обогащенной извлекаемым полезным ископаемым, поэтому потеря ее приведет к резкому уменьшению извлечения добывае­ мого металла, что недопустимо.

76

Как было показано в § 2, рудная мелочь наиболее производи­ тельно и полно убирается из забоя при применении гидродоставки.

В связи со сказанным для обеспечения высокопроизводитель­ ной, дешевой и полной уборки руды из забоя целесообразно при­ менить комбинированную технологию: основную массу отбитой руды убирать с применением многоскребковой доставочной уста­ новки, а оставшуюся на почве забоя рудную мелочь зачищать с применением гидродоставки (гидросмыва). Эта технология и ре­ комендуется для применения на рудниках.

Г л а в а IV

ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНОГО МЕТОДА УПРАВЛЕНИЯ КРОВЛЕЙ

Основным фактором, влияющим на выбор метода управления кровлей* является устойчивость слагающих ее пород. Поскольку устойчивость кровли определяется ее способностью к самообрушению в выработанном пространстве при наличии некоторого свободного от крепи обнажения, то для решения задачи — изыска­ ния рационального метода управления кровлей — необходимо изучить факторы, влияющие на самообрушение пород кровли.

Ктаким факторам относятся:

1.Горно-геологические (тектонические нарушения, крепость

пород, слагающих кровлю, угол падения рудного тела).

2. Горнотехнические (взрывные работы, площадь отработки блока, интенсивность ведения очистных работ).

Рассмотрим влияние этих факторов.

§1. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ

ИГОРНОТЕХНИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ

НА САМООБРУШЕНИЕ ПОРОД КРОВЛИ

Влияние тектонических нарушений. Как правило, при отра­ ботке участков месторождения с интенсивно развитыми тектони­ ческими нарушениями имеет место повышенная склонность пород кровли к самообрушению. Поэтому в районах таких нарушений при пересечении их очистным забоем возникает необходимость ставить усиленную крепь или оставлять внутриблочные целики, которые остаются обычно невынутыми [40, 521. В отдельных случаях при отработке блоков с весьма интенсивными тектони­ ческими нарушениями пород происходило самообрушение таких больших площадей, что дальнейшая отработка их становилась невозможной. За счет этого годовые потери металла доходили до

6-10% [29].

Тектонические нарушения представлены в основном зонами смятия и трещинами разрыва. По тому, какой угол встречи обра­ зуется между плоскостью рудного тела и плоскостью нарушения, можно выделить два типа характерного пересечения рудного тела и тектонического нарушения.

I тип пересечения. Плоскость рудного тела и плоскость нару­ шения секут друг друга под углом до 30° (рис. 32). После прохож­ дения очистным забоем такого участка породы кровли начинают

сивные обрушения и приостанавливает работы в блоке. Чтобы из­ бежать таких обрушений, оставляют ряд целиков, но это ведет к потере металла, к большим нарушениям принятого порядка работы и снижению производительности блока. Поэтому опасен I тип пересечений, при котором обрушение пород кровли разви­ вается на большей площади.

Таким образом, принятая на руднике система разработки, при которой фронт очистных работ подвигается по восстанию

рудного тела, не является рациональной.

Поскольку след пересечения тектонического нарушения с жи­ лой чаще всего вытянут по простиранию рудного тела, его следует

78

Т а б л и ц а 32

Зависимость площади самообрушешш пород кровли от крепости слагающих ее пород

пересекать очистным забоем, ориентируемым по падению. При этом обрушение кровли будет располагаться узкой полосой вслед за продвиганием очистного забоя и ослабленный участок кровли можно удержать креплением или принудительно обрушить, т. е. оставлять целики не потребуется.

Таким образом, рациональным является подвигание очистного забоя по простиранию (создание лавообразного забоя), при кото­ ром линия фронта очистных работ пересекает опасные в тектони­ ческом отношении и склонные к самообрушению зоны узким участком. Все это должно учитываться при выборе системы раз­ работки и метода управления кровлей.

Влияние крепости пород кровли на их самообрушение. Для оп­ ределения влияния крепости пород, слагающих кровлю, было изучено состояние кровли по 15 отработанным блокам, имеющим

79