книги из ГПНТБ / Хартович, Ю. И. Вибрационный выпуск руды

ды. По данным измерений, при заглублении щита на 1 ж давление на приемную часть было 50— 60 т/м2. Затрачива­ емое на передвижение щита усилие достигало 100— 125 т, а при заглублении на 3 ж — 300 т.

Монтаж щита и его демонтаж представляют собой весь­ ма трудоемкие операции. Затраты труда на них составляют соответственно 212 и 135 чел-смены. На выпуск и доставку руды в среднем расходуется всего 29 мин чистого времени в смену. При этом среднесменная производительность забоя равняется 218 т.

Коэффициент использования комплекса низкий из-за больших затрат времени (30% времени смены) на ликвида­ цию зависаний и проветривание.

При испытаниях щитового механизированного комплек­ са была установлена возможность его применения для вы­ пуска обрушенных руд и крепления сопряжений выработки с очистным пространством.

Схема торцового выпуска руды с использованием вибро­ питателя испытывалась на руднике им. 40-летия ВЛКСМ

150 мм. Вибропитатель конструкции Лениногорского поли­ металлического комбината был установлен в скреперной выработке с заглублением 0,3 м. Вес одновременно взрыва­ емого для отбойки заряда ВВ достигал 180 кг. Для сниже­ ния воздействия взрыва на вибропитатель каждый слой отбивали с оставлением надштрекового •целика высотой 2,5 м, который обрушали взрывом шпуров диаметром 46 мм одновременно со следующим слоем. За время отработки па­ нели было произведено восемь взрывов и выпущено 3,5 тыс. т руды. Руда выпускалась вибропитателем на скреперную выработку, по которой доставлялась с помощью скреперной лебедки мощностью 75 кет и скрепером 0,8 лг3. Вибропита­ телем выпускались и транспортировались куски размером 1,5—2 лг3, дробление которых осуществлялось как на пло­ щадке питателя, так и в доставочной выработке. Вес наклад­ ного заряда не превышал 6 кг. Вибропитатель перемещали при помощи скреперной лебедки с использованием роликов полиспаста. Необходимое усилие для перемещения вибро­ питателя составляло 30 т. Производительность вибропита­ теля при испытаниях была 250— 300 т/час.

На Дегтярском руднике в днище блока, отработанного системой этажного принудительного обрушения, был испы­ тан при схеме торцового выпуска вибропитатель конструк­ ции НШШГОРМАШа [22].. Выпускной орт сечением 11,5 м2 был пройден в целике высотой 12 м между старыми заилен-

20

яыми скреперными выработками. Из орта были пробурены скважины диаметром 80 мм. Чтобы уменьшить действие взрыва на питатель, его покрывали слоем руды толщиной 0,5 м, отбитой с боков выработки. Во время опыта было установлено, что использование вибрации улучшает исте­ чение руды при торцовом выпуске и способствует увеличе­ нию производительности труда на выпуске по сравнению со скреперной доставкой на 23%. Вибропитатель выдерживает нагрузки от взрывов как скважинных, так и накладных за­ рядов, а также от давления обрушенной руды или породы. Возмущающее усилие 30— 35 т, развиваемое вибропитате­ лем, было достаточным для перемещения его «своим ходом» по свободной горной выработке, а перемещение из-под за­ вала осуществлялось принудительно.

На руднике им. XXII съезда КПСС был отработан блок № 13— западный седьмого горизонта. Благоприятные усло­ вия залегания рудного тела позволили применить для отра­ ботки блока систему этажного принудительного обрушения с послойной отбойкой руды в зажатой среде и торцовым вы­ пуском с использованием вибромеханизмов [23].

Блок имел длину 50 м, ширину 10— 12 м и высоту 40 м. Благодаря торцовой схеме подготовки удельный объем под­ готовительно-нарезных работ составил 30 ж3 на 1000 г запасов блока, что в 1,5— 2 раза меньше, чем при системе этажного обрушения с подготовкой днища воронками.

Отбойку руды производили слоями толщиной 6,5 м за­ рядами скважин диаметром 145 мм, пробуренных станка­ ми БШ-145. Длина скважин была 30 м, а ЛНС — 3 м. Рассто­ яние между концами скважин в веере не превышало 4 м. Удельный расход ВБ на отбойку достиг 600—630 г/т, а на вторичное дробление — 80— 160 г/т.

Выпуск руды осуществляли вибропитателем ВП-1, до­ ставку — виброконвейером ВР-100. На монтаж механизмов, пусковой аппаратуры, электрических, воздушных и водя­ ных линий затрачено 77 чел-смены. После выпуска руды из слоя конвейер укорачивали на одну-две секции, а вибропи­ татель с помощью тягального устройства передвигали на освободившееся место. После обрушения слоя руды повто­ ряли цикл выпуска. На укорочение виброконвейера и пере­ становку питателя затрачивалось по 2 чел-смены на цикл. Из таблицы 3 видно, что производительность труда на вы­ пуске и доставке в результате применения вибромеханизмов увеличилась в три раза, производительность труда рабочего по блоку повысилась в два раза и более, а себестоимость добычи руды снизилась, более чем на 30 %. Потери и разубоживание не превышали соответственно 5 и 15%.

21

Таблица 3

Технико-экономические показатели систем подэтажного

(1) и этажного (2) обрушения с поточным ведением работ и системы этажного принудительного обрушения с односта­ дийной выемкой и выпуском руды через воронки (3)

На Дегтярском руднике в опытном блоке № 3 были ис­ пытаны при торцовой схеме выпуска вибрационный пита­ тель ВПН-2 в комплексе с секционным вибрационным кон­

блока был разбурен скважинами диаметром 105 мм. Рассто­ яние между веерами скважин 3 м, между скважинами в веере 2,5—3 м. Потолочину над доставочной выработкой раз­ буривали скважинами диаметром 75 мм по сетке 1,5X I»5 м. Над вибропитателем оставляли рудный козырек длиной 1— 3 м. Глубина внедрения вибропитателя составляла 1— 2,5 м. После выпуска руды из слоя вибропитатель перемещали в новое рабочее положение с одновременным погашением ко­ зырька. В дальнейшем цикл повторялся. Руду грузили на конвейер и доставляли в рудоспуск. В новое рабочее поло­ жение вибропитатель перемещался с помощью двух гидро­ домкратов, развивающих усилие 40 ткаждый.

Производительность комплекса при испытаниях не пре­ вышала 250— 300 т/смену. Извлечение чистой руды от объ­ ема отбиваемого слоя составляло около 50%, общее извле­ чение—84%, общее разубоживание — около 5% при мак­ симальном разубоживании в дозе при выпуске основных запасов около 6% и при погашении козырька до 11%. Общие потери руды по блоку составили 16,7%, разубожи­ вание — 5%.

22

ВНИИЦветметом на Салаирском руднике внедряется по­ точная технология добычи руды на основе применения при­ нудительного этажного обрушения с послойным торцовым выпуском руды усовершенствованными комплексами виб­ ромеханизмов КВВ-2, состоящими из вибропитателей ВП-2, виброконвейеров ВР-80 и виброгрохотов ВГ-400 [25]. Блок длиной 42 м, шириной 22 м и высотой 46 м подготавлива­ ется погрузочно-доставочными выработками, отрезными штреками и восстающими, буровыми и вентиляционными ортами, а также вентиляционными сбойками. Удельный объем подготовительно-нарезных работ составляет 36 м3 на 1000 тактивных запасов блока, что в 1,7 раза ниже, чем при существующей технологии.

Массив с помощью станков НКР-100 разбуривается ве­ ерообразно расположенными скважинами по сетке (2,7— 3,5)— 2 м. Целик над доставочными выработками разбури­ вается перфоратором КС-50. Диаметр скважин 60 мм, а их сетка 1,2X1,6 м.

Руда отбивается послойно с оставлением над доставоч­ ными выработками временного целика высотой 6—7 м и по­ следующим послойным погашением его в отступающем по­ рядке.

Толщина отбиваемого слоя равна 6— 10 м, а заглубление вибропитателя в навал руды — 1,3— 1,8 м. Целик над доставочной выработкой длиной 6 м погашается одним-двумя взрывами.

Для непрерывной выдачи руды из блока в нем монтиро­ вали две независимые поточные линии выпуска и доставки. Обслуживание вибромеханизмов, выпуск и доставку руды вели оператор, дежурный электрослесарь и крепильщик. Средняя производительность труда оператора составила 210 чел-смену, что в три раза выше достигнутой производи­ тельности скрепериста. Производительность труда на очист­ ных работах возросла до 17,3 т, превысив в два с лишним раза производительность, достигнутую на руднике.

Комплекс вибрационных механизмов КВВ-2 применяет­ ся и при разработке месторождения Суук-Тюбе (рудник Кок-Су), представленного крутопадающими рудными тела­ ми мощностью 40 м. Коэффициент крепости руды и породы 8— 14 по шкале М. М. Протодьяконова. ВНИИЦветметом была предложена и совместно с работниками Текелийского комбината внедрена система принудительного этажного об­ рушения с торцовым вибрационным выпуском руды. Про­ изводительность труда на выпуске повысилась до 410 т/челсмену против 90 т/чел-смену при использовании скреперного оборудования. Производительность труда по блоку составила

23

46 т/чел-смену, превысив почти в два раза производитель­ ность, достигнутую при старой технологии [26].

Анализ применения вибрационных машин на выпуске и доставке руды при торцовой схеме показал, что эти ра­ боты находятся, как правило, пока в стадии опытных. Основ­ ными средствами механизации выпуска и доставки руды были вибропитатели в комплексе с секционными вибраци­ онными конвейерами или скреперными лебедками. Послед­ ние используются из-за отсутствия на предприятиях вибра­ ционных конвейеров.

Применение вибропитателя в комплексе со скреперной установкой повышает производительность труда на выпуске, но несогласованность производительности этих механизмов является причиной снижения эффективности технологиче­ ской схемы.

Несмотря на эти недостатки, использование схемы с тор­ цовым вибровыпуском в определенных горно-геологических условиях представляется перспективным.

Площадной выпуск руды

На шахте им. И. М. Губкина в камерах 16/3, 26/3, 15/5 была испытана вибродоставочная установка ВВДР [3, 27]. Выпуск руды производился установкой с последующей по­ грузкой непосредственно в вагоны. За время испытаний одна установка выдала более 100 тыс. т крупнокусковой абразивной руды. В ходе испытаний выявлена ее высокая надежность по сравнению со скреперной лебедкой. Средне­ сменная производительность ВВДР составила более 600 т при коэффициенте использования во времени 0,35. Время погрузки вагонетки емкостью 4 м3 с учетом времени пере­ становки не превышало 40—45 сек.

На Никитовском руднике были проведены эксперимен­

Объемный вес руды 2,53 т/м3, коэффициент разрыхления 1,45— 1,6. Характерная особенность руд месторождения — наличие интенсивной трещиноватости, а также прослоев угля и сланцев — способствует разрушению кровли в забо­

24

нием 4,5 м2 и длиной 7 м для размещения виброустано­ вок. Выпуск руды производился в вагоны и практически без зависаний. Производительность труда рабочего на вы­ пуске при испытаниях достигла 208 т/чел-смену, что в два раза выше, чем у скрепериста. При схеме подготовки с вибровыпуском объем подготовительных работ сократился на 43% и нарезных — на 21,1% на 1000 труды, а расходы на поддержание выработок — почти в пять раз. Кроме этого, себестоимость добычи руды франко-рудоспуск снизилась на 32%, значительно улучшились условия труда рабочих и повысилась безопасность работ.

Применение виброустановок при площадной схеме вы­ пуска руды в горнорудной практике весьма распространено (рудники Горной Шории, Урала, Кривого Рога, Алтая, комбинат Апатиты) и широко освещено в литературе [1, 11, 17,29, 30, 31, 32идр.].

На шахте «Центральная» Златоустовского рудоуправле­ ния очистная выемка ведется системой открытых камер с отбойкой руды глубокими скважинами. Выход негабарита составляет 25— 30%, размер кондиционного куска—700— 800 мм. На руднике было смонтировано 15 вибрационных установок «Сибирячка». Одна из установок применяется для отработки охранного целика шахты этажом высотой 150 м. Средняя сменная производительность труда на вы­ пуске с погрузкой в вагоны равна 300— 330 т, тогда как средняя часовая производительность — 550 т. Сравнительно невысокая сменная производительность объясняется низ­ ким коэффициентом использования установки во време­ ни [33].

В широких масштабах установка «Сибирячка» применя­ ется на руднике Таштагол при системе этажного принуди­ тельного обрушения. Рудное тело разбивается на этажи вы­ сотой 40— 80 м, которые делятся на панели шириной 20— 27 м и длиной, равной мощности рудного тела. Руда отбива­ ется непрерывным фронтом по простиранию рудного тела.

длиной 7 м, шириной 1,6— 2,4 м и высотой 1,4— 1,6 м, в ко­

Весьма интересным является опыт применения вибраци­ онного выпуска руды на Тырныаузском руднике [37]. В блоках № 5 горизонта +2821 м и № 2 горизонта +2761 м

25

использовалась технологическая схема «вибропитатель — рудоспуск». Руда отбивалась слабонаклонными или верти­ кальными скважинами диаметром 110 мм. Выпускалась

'она виброустановками ВДПУ-4ТМ. Производительность т РУДа на выпуске составила около 300 т/чел-смену против 197 т/чел-смену при использовании скреперного оборудова-

ния. Незначительное повышение производительности труда на выпуске объясняется значительным выходом негабари­ та — 35— 45% при кондиционном куске 1200 мм.

26

Таблица 6

Технико-экономические показатели технологии добычи руды с использованием вибрационных машин на выпуске и доставке

Такой вариант схемы очень прост, поэтому производи­ тельность и надежность его будет определяться параметра­ ми вибропитателя. Однако область применения варианта ограничивается специфичностью горнотехнических условий.

27

На рудниках Кривого Рога, где применяются системы разработки этажно-камерная и подэтажных штреков, для повышения технико-экономических показателей и обеспе­ чения высокой концентрации очистных работ проходит про­ мышленное освоение технологическая схема «вибровыпуск— транспорт» [38]. На выпуске используются вибропитатели серии ВПР. Технические показатели вибровыпуска представ­ лены в таблице 4.

Применение вибропитателей ВПР увеличило производи­ тельность труда по системе в 1,8— 2,5 раза и снизило себе­ стоимость выпуска и погрузки от 13 до 40%.

При отработке камер блоков 64, 76, 77 на Текелийском руднике использовалась технологическая схема площадного выпуска и доставки руды по структуре «вибропитатель — виброконвейер — транспорт» с виброкомплексами КВВМ-1 [39, 40].

Результаты промышленных испытаний вибрационных комплексов КВВМ-1 представлены в таблице 5.

Испытания показали, что конструкция конвейера и пи­ тателей комплекса проста, а монтаж и транспортировка не­ трудоемки, с затратами в 5— 6 раз меньше, чем у стационар­ ных серии ВП и ВР.

Практикой применения технологических схем выпуска и доставки с использованием вибромеханизмов установлено, что в настоящее время существует только две схемы — с торцовым и площадным выпуском руды. Структура первой схемы «вибропитатель — виброконвейер — грохот — рудо­ спуск — питатель — транспорт», второй — «вибропитатель — транспорт (вагон)». Технико-экономические показатели практики применения этих схем представлены в таблице 6.

Совершенствование технологии выпуска и доставки руды на основе применения вибромеханизмов в условиях рудников

Лениногорского полиметаллического комбината

Сырьевой базой Лениногорского комбината является Риддер-Сокольное месторождение. Его промышленное ору­ денение распространено на площади около 8 км2 и образует два горизонта, между которыми выделяется рудный подго­ ризонт.

По условиям разработки запасы месторождения можно условно разделить на три характерные группы:

1. Свинцово-цинковые руды верхнего горизонта находя ся в днищах отработанных блоков. Они представлены сла­ бонаклонными рудными телами (выклинками) переменной

28

мощности (от 2 до 10— 15 м). Верхняя часть их изрезана горными выработками и расположена непосредственно под обрушенными налегающими породами. Ориентировочный удельный вес этих участков около 10 % общих запасов месторождения.

2. Свинцово-цинковые руды подгоризонта и медно-цин­ ковые руды второго горизонта сформированы в основном крутопадающими обособленными рудными телами различ­ ной мощности (от 2— 4 до 15 м и более) с ограниченной длиной по простиранию (от 30 до 150 м) и по падению (до 50— 100 м). Рудные тела разобщены прослоями некондици­ онных руд или пород. Эта группа составляет подавляющую часть запасов месторождения.

3. Основная и II Риддерские, Быструшинская и Завод­

вейер (2)—транспорт (3)».

залежь представлена наклонными рудными телами (угол падения 20— 30°) и в настоящее время дорабатывается. II Риддерская, Быструшинская и Заводская залежи харак-

теризуются пластообразной формой со слабонаклонным па­ дением и небольшой мощностью. Удельный вес запасов этих залежей в общих запасах месторождения около 15%.

29