книги из ГПНТБ / Оценка технико-экономической эффективности работы очистных и подготовительных забоев шахт
..pdfпуск автоматизированного комплекса оборудования К.М-87А и КМ-87ДГА с групповым автоматическим управлением крепью из лавы.
В комплексах найдут применение механизированные крепи сопряжений очистного забоя со штреками, при менение которых устранит тяжелые ручные работы на концах лавы и повысит безопасность работ.
Оценка горногеологических условий шахт, разраба тывающих пласты средней мощности, и техники, пла нируемой к внедрению, дает основание предполагать, что к 1975 г. удельный вес добычи угля механизирован ными комплексами составит 75—80%.
С учетом влияния ограничивающих природных фак торов (газовыделение, тектонические нарушения, устой чивость боковых пород и др.) среднесуточная нагрузка на комплексно механизированный забой составит в сред нем 1000 т, что выше уровня 1970 г. на 43%.
Узкозахватная выемка с индивидуальной крепью будет применяться главным образом в сложных горно геологических условиях, и можно предположить, что среднесуточная нагрузка на забой составит около 600 т. С учетом изменения структуры добычи угля по спосо бам механизации среднесуточная нагрузка на забой в целом на пластах мощностью 1,2—3,5 м в 1975 г, со ставит около 800 т, что выше уровня 1970 г. на 77%.
Технико-экономические показатели работы очистных забоев по видам механизации на пологих и наклонных пластах средней мощности, где требуется навалка угля, на 1975 г. приведены в табл. 33.
Показатели
Т а б л и ц а 33
Способ выемки угля
ннзиро- |
|
[лексанн |
са я с |
||
X |
I |
2 |
CJ |
5з |
О |
S и X
- |
1 |
|
|
захватны омбайна- индиви- |
іьноЛ |
ью |
|
о |
и о |
ч |
с |
к
>. г 2Чх
ими спо- 1 «и j о на пласреднеГі пости
c S
Удельный вес добычи по способам вы- |
75 |
20 |
5 |
100 |
||
|
|
|
||||
Среднесуточная |
нагрузка на забой, |
т . |
486 |
214 |
111 |
811 |
1000 |
600 |
290 |
800 |
|||
Среднесменная |
производительность |
тру |
|
|
|
|
да рабочего очистного забоя, т . . |
. . |
17,5 |
8,0 |
6,4 |
13,2 |
В прошедшем пятилетии среднегодовые темпы роста нагрузки на очистные забои, оборудованные механизи рованными комплексами, составили 8,75%. Такие высо кие темпы были обусловлены тем, что комплексы ра ботали в более благоприятных условиях и это был период наибольшего внедрения комплексной механиза ции. Предполагается, что в дальнейшем эти темпы не сколько снизятся (до 7,4%), так как расширение об ласти применения комплексов будет идти за счет раз работки пластов с более сложными горногеологическими условиями.
Увеличение среднегодовых темпов роста нагрузки на забои, где применяются узкозахватные комбайны с ин дивидуальной крепью, в текущем пятилетии до 2,7% должно произойти в результате совершенствования процессов крепления и управления кровлей путем внед рения гидравлических стоек с внешним питанием и ме таллических верхняков.
Производительность труда рабочего очистного забоя по способам выемки на пластах средней мощности рассчитана аналогично производительности труда ра бочего очистного забоя на тонких пластах. Расчеты по казали, что в интервалах изменения среднесуточной нагрузки от 700 до 1000 т в комплексно механизирован ных забоях и от 500 до 600 т в забоях с узкозахватны ми комбайнами и индивидуальной крепью производи тельность труда растет соответственно на 0,595 и 0,583%.
В 1975 г. среднесменная производительность труда рабочего в комплексно механизированных забоях со ставит примерно 17,5 т и в забоях, оборудованных узкозахватными комбайнами с комплексной крепью, 8 т, что выше уровня 1970 г. соответственно на 25 и 8,5%.
Вцелом на пологих и наклонных пластах средней мощности среднесменная производительность труда рабочего очистного забоя к 1975 г. составит примерно 13,2 т, что выше уровня 1970 г. на 54%.
Вдальнейшем из пластов средней мощности, где требуется навалка угля, предполагается добывать около 37% всей добычи угля подземным способом.
Наиболее прогрессивными средствами механизации
'в очистных забоях являются механизированные комп лексы. Однако при применении в настоящее время этих
комплексов механизируются лишь основные рабочие процессы и операции и еще много работ в забое выпол няется вручную. Поэтому после достижения намечаемо го на 1975 г. уровня нагрузки на забой и производи тельности труда, видимо, нельзя рассчитывать на даль нейший рост этих показателей высокими темпами. Для значительного повышения нагрузки на забой и еще бо лее быстрого роста производительности труда рабочих необходимо значительное совершенствование всего обо рудования механизированных комплексов.
В ы е м о ч н ы е м а ш и н ы. Необходимо значительно повысить их производительность. Для этого нужно по высить скорости подачи, сократить время на концевые операции, увеличить мощность приводов в 2—3 раза, повысить надежность комбайнов не менее, чем в 3— 4 раза. Кроме того, выемочные машины должны обес печить ликвидацию ручных работ по подготовке ниш, зачистке и навалке угля, оставшегося за комбайном,
идругих ручных работ.
Внастоящее время ведутся научно-исследователь ские и проектно-конструкторские работы и можно рас считывать, что для пологих и наклонных пластов сред ней мощности будут созданы комбайны, отвечающие вышеуказанным требованиям.
Предусматривается серийное производство комбайна ГШ-68 повышенной энерговооруженности с автоматиче ской подающей частью для пологих пластов мощностью 1,1—2,8 м. Будет внедрен комбайн К-Ю5 (ПУ-13) — четырехшнековый, который обеспечит выемку ниш без производства маневров на концах лавы на пластах мощ ностью 1,25—2,1 м с углом падения до 35°. Производи тельность этого комбайна 7 т/мин, скорость подачи до 6 м/мин.
З а б о й н ы е к о н в е й е р ы . Ни один из существую щих конвейеров, выпускаемых серийно, требованиям работы с высокопроизводительными выемочными маши нами в полной мере не отвечает, поэтому на основе конструкции современных конвейеров, например СП-63, должны быть созданы скребковые двухцепные изгибаю щиеся конвейеры производительностью 5—7 т/мин с плоскими головками, располагающимися на штреках. Для обеспечения работы комбайнов без ниш конструк ция конвейеров должна предусматривать вынос при-
водных и концевых головок на штреки, а также повы шение полноты погрузки угля после комбайна и умень шение измельчения угля.
В конце пятилетки предполагается начать серийное производство скребкового конвейера СП-87П для пла
стов мощностью |
0,9—2 м с |
односторонними |
плоскими |
|||
и укороченными |
приводами, |
вынесенными |
на |
штрек, |
||
производительностью до 540 |
т/ч, длиной |
200 |
м, |
устано |
||
вочной мощностью приводов |
до 220 квт |
и |
скребкового |
тормозного конвейера СТИ-1 производительностью 300—350 т/ч для работы в комплексе с комбайном или стругом в лавах на наклонных пластах мощностью свы ше 1,1 м.
М е х а н и з и р о в а н н ы е |
к р е п и . |
Дальнейшее |
усовершенствование механизированных |
крепей должно |
идти по пути: повышения устойчивости крепей за счет применения многостоечных секций кострового типа и специальных средств, удерживающих их от опрокиды вания и сползания по падению пласта; повышения на дежности механизированных крепей, их гидросистем и элементов гидропривода; применения в механизирован ных крепях жесткошарнирных перекрытий и оснований, которые обеспечивают более равномерное распределение нагрузоїс на крепь, улучшают взаимодействие ее с боко выми породами и реже деформируются; применения в качестве рабочей жидкости водомасляной эмульсии; усовершенствования конструкций перекрытий механизи рованных крепей с целью ликвидации ручных работ на затяжку кровли и перекрытие межсекционных зазоров. Усовершенствование перекрытий крепей устранит чрез мерное просыпание породы кровли в призабойное прост ранство и тем самым уменьшит ручные работы по расштыбовке секций крепи.
Управление механизированными крепями в забоях будет развиваться в двух направлениях: групповое ав томатизированное управление секциями крепи от опе ратора, находящегося в забое и централизованное автоматизированное управление крепью и всем обору дованием комплекса со штрека.
Для повышения эффективности применения механи зированных комплексов должна быть улучшена органи зация работ при их эксплуатации.
Предполагается начать серийное производство авто-
матизированного очистного комбайнового комплекса производительностью 3600 т в сутки для выемки лавами по падению пластов мощностью 1—1,4 м, с углом паде ния до 10° и угледобывающего агрегата Ф-1 для вы емки угля из пластов мощностью 1,5—2,5 м без постоянного присутствия людей в очистном забое.
Для механизации трудоемких работ на сопряжениях очистного забоя со штреками будут широко применяться механизированные крепи сопряжений. Их применение уменьшит общую продолжительность работ на сопря жении по сравнению с использованием деревянной крепи в 3 раза.
Помимо широкого внедрения механизированных комплексов в отдельных очистных забоях будет приме няться узкозахватнаявыемка с комплектной крепью.
В качестве призабойной и посадочной крепей будут использованы гидравлические стойки с внешним пита нием. Применение таких стоек снижает трудоемкость работ по креплению и управлению кровлей вследствие сокращения затрат времени на раздвижку и начальный распор стоек, а также уменьшения веса конструкций при централизованном питании и постоянного объема рабочей жидкости в гидросистеме. Вес гидравлической стойки с внешним питанием на 20% ниже веса гидрав лической стойки с замкнутой гидросистемой. Кроме то го, трудоемкость работ по управлению кровлей сни жается за счет передвижки посадочных стоек гидро домкратами.
Для разработки пологих пластов мощностью 1,2— 2,5 м с целью снижения трудоемкости работ рекомен дуется применять призабойные гидравлические стойки минимального веса из высокопрочных полимерных ма териалов.
Итоговые данные об изменениях технико-экономиче ских показателей в результате технического перевоору жения в очистных забоях на пластах средней мощно сти, где требуется навалка угля, приведены в табл. 34 Как уже отмечалось выше, к концу текущей пяти летки комплексная механизация на пологих и наклон ных пластах средней мощности будет в основном за
вершена.
Дальнейшее направление в развитии техники и тех нологии в забоях, разрабатывающих пологие и наклон
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
34 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Способ |
выемкн2угля |
|
|
|
|
|
|
Показатели |
|
|
механизированными |
комплексами |
узкозахватными |
|
комбайнами |
и струговыми |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
установками с индивидуальной крепью |
||||
|
|
|
|
|
|
|
1965 г. |
1970 г. |
1975 г. |
1965 г. |
|
1970 г. |
1975 |
г. |
Годовая |
добыча |
из |
очистных |
забоев, |
15,2 |
73,9 |
|
|
|
|
|
|
||
млн. т |
|
|
|
|
|
|
145,9 |
18,8 |
|
56,3 |
38,9 |
|
||
Процент |
к |
итогу |
|
|
|
|
9,6 |
39,6 |
75 |
11,9 |
|
30,1 |
20 |
|
Среднесуточная |
нагрузка на |
очистной |
462 |
704 |
1000 |
|
|
|
|
|
||||
забой, т |
|
|
|
|
|
498 |
|
527 |
605 |
|||||
Количество |
очистных |
забоев |
|
|
105,5 |
349 |
486 |
121,4 |
|
352,1 |
214 |
|||
Процент |
к |
итогу |
|
|
|
|
6,5 |
25,9 |
59,9 |
75 |
|
26,1 |
26,4 |
|
Среднесменная производительность |
тру |
12,1 |
14,0 |
17,5 |
6,3 |
|
|
|
|
|||||
да рабочего очистного забоя, |
т . |
. . |
' |
7,4 |
8,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Продолжение |
табл. |
34 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Способ выемки |
угля |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
• |
|
|
|
|
|
Показатели |
|
|
прочими способами |
Итого |
на |
пластах |
средней |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
мощности |
|
1975 г. к |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1970 |
г . , |
% |
|
|
|
|
1965 г. |
1970 г. |
1975 г. |
1965 г. |
|
1970 г. |
1975 г. |
|
|
|
Годовая добыча |
из очистных |
забоев, |
124,3 |
56,5 |
9,7 |
158,3 |
|
186,7 |
194,5 |
104,2 |
|
||
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
78,5 |
30,3 |
5 |
100 |
|
100 |
100 |
— |
|
|
Среднесуточная |
нагрузка на |
очистной |
289 |
283 |
290 |
316 |
|
452 |
800 |
. |
177 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Количество очистных забоев |
|
|
1389,1 |
646,1 |
111 |
1616 |
1347,2 |
811 |
60,2 |
|
|||
|
|
|
|
86 |
48 |
13,7 |
100 |
|
100 |
100 |
— |
|
|
Среднесменная производительность |
тру |
6,2 |
6,4 |
|
|
|
|
13,2 |
153,7 |
|
|||
да рабочего очистного забоя, |
т . |
. . |
6,4 |
6,7 |
|
8,6 |
|
іньїе пласты средней мощности,— создание новых авто матизированных комплексов и агрегатов, позволяющих повысить нагрузку на забой и снизить затраты труда на операции, выполняемые вручную.
Оценка горногеологических условий шахт, разрабагывающих пологие и наклонные пласты средней мощ ности, и техники, планируемой к внедрению в будущем, дает основание предполагать, что механизированными комплексами возможно добывать.примерно 85—90% об щего объема добычи угля в этих условиях.
Взабоях со сложными горногеологическими усло виями, где механизированные комплексы применять нецелесообразно, так как они не дадут существенного эффекта, предполагается внедрение узкозахватных ком байнов с комплектной гидрофицированной крепью с внешним питанием.
Вцелом на пластах средней мощности, где требуется навалка угля, при широком внедрении механизирован ных комплексов (85%), полном переходе в сложных
горногеологических условиях к узкозахватной выемке угля с комплектной крепью, ликвидации ниш, механи зации работ на сопряжениях лавы со штреками и дру гих вспомогательных процессах возможно повысить среднесуточную нагрузку на забой в 2,7 раза и среднесменную производительность труда рабочего в 2,3 раза по сравнению с 1970 г.
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ТЕХНИКИ И ТЕХНОЛОГИИ |
о ч и с т н ы х |
|
РАБОТ НА ПЛАСТАХ СРЕДНЕЙ МОЩНОСТИ, |
||
ГДЕ НЕ ТРЕБУЕТСЯ НАВАЛКА УГЛЯ |
||
Анализ существующего уровня техники |
и технологии |
|
~-В 1970 г. из крутых пластов средней |
мощности, где |
|
не требуется навалка угля, было добыто |
19,8 млн. т, |
или 4,4% общей добычи угля подземным способом. На долю Кузнецкого бассейна приходилось 8,7 млн. т (44% добычи на крутых пластах), Донецкого бассей на— 3,8 млн. т (19% добычи на крутых пластах).
Основным способом выемки угля на крутых пластах средней мощности является буровзрывной, удельный вес которого по угольной промышленности СССР составил 56,2%. Буровзрывной способ применяется главным обра-
3* 67
зом в Кузнецком бассейне как при системе разработки длинными столбами с обрушением, так и при щитовой системе. Показатели работы забоев с буровзрывным способом низкие: среднесуточная нагрузка на забой составляла 160 т, среднесменная производительность труда — 7,5 т.
Отбойными молотками на пластах средней мощности было добыто в 1970 г. 22% угля (этот способ выемкн применяется главным образом в Донецком бассейне).
Показатели работы |
забоев с |
отбойными |
молотками |
|||
также |
низкие: |
среднесуточная |
нагрузка |
составляла |
||
170 |
т, |
среднесменная |
производительность труда — 4,5 т. |
|||
|
На долю узкозахватных комбайнов с индивидуаль |
|||||
ной |
деревянной |
крепью приходится 18,2%. |
При работе |
узкозахватных комбайнов среднесуточная нагрузка на забой составляла 240 т, что на 40—50% выше, чем при выемке буровзрывным способом и отбойными молотка
ми. Среднесменная |
производительность |
труда |
в |
ком |
||||
байновых забоях составляла в среднем |
6 т. Низкие |
тех |
||||||
нико-экономические |
показатели |
работы |
очистных |
забоев |
||||
с |
узкозахватными |
комбайнами |
объясняются тем, |
что |
||||
в |
технологической |
схеме работы |
с комбайнами |
|
типа |
|||
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
35 |
|
|
|
|
|
Трудоемкость |
|
|
||
|
Процесс, операция |
|
работ в ОЧ11СТ- | |
|
|
|||
|
|
ных |
забоях, |
|
|
|||
|
|
|
|
человеко-смен |
|
|
||
|
|
|
|
|
на |
1000 т |
|
|
Выемка комбайном |
|
. . . |
|
|
|
|
||
Возведение призабойной |
и специальной |
крепи |
|
|
|
|
сдоставкой лесных материалов
Втом числе доставка лесных материалов для индивидуальной призабойной и спе
циальной крепи |
. |
|
Выемка угля в магазинных уступах |
. . . . |
|
Выгрузка угля |
из очистного забоя . . . . . |
|
Выемка угля |
в зоне охранных околоштреко |
|
вых целиков |
|
|
Выемка угля в комбайновых нишах |
. . . . |
|
Передвижка кран-балки на верхнем |
штреке . |
|
Спуск комбайна |
|
И т о г о |
175,0 |
УКР не совмещаются во времени процессы выемки и крепления. Такие трудоемкие процессы, как доставка- * лесных материалов, крепление, управление кровлей, от бойка угля в уступной части лавы, выполняются вруч ную. Поэтому применение комбайнов в сочетании с '] деревянной крепью не дало резкого улучшения основ- у ных показателей работы очистных забоев. Длина ма^/ шинной части забоя в среднем составляет около 63%
общей длины забоя. Трудоемкость |
отдельных процессов |
и операций в лавах с комбайном |
УКР приведена в |
табл. 35. |
|
В последние годы в очистных забоях на крутых пла стах проходят испытания агрегаты типа АЩ.
Технико-экономические показатели работы забоев на крутых пластах средней мощности, где не требуется навалка угля, приведены в табл. 36.
Т а б л и ц а 36
|
ОЧИСТ- |
|
О в |
Способ выемки угля |
ш и |
|
и я |
|
ЛЛИЧ ЫХ |
|
3 |
|
К а |
вес ІЬІЄМКІІ обыче,
•° v. я
С" о а
?i и а© 4 3 ">о
очнаяна -очи
&3 Я реднагругной
реднесме:нная роизіводитель ость тру,ца ра- очегс> . т
U С ЕЮ
Узкозахватными комбайнами |
с |
индивиду- |
45 |
18,2 |
240 |
6,0 |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
210 |
56,2 |
160 |
7,5 |
|
|
|
|
69 |
22,2 |
190 |
4,5 |
|
В целом на пластах средней |
мощности, |
10 |
3,4 |
216 |
5,3 |
||
334 |
100,0 |
178 |
6,2 |
||||
где не требуется навалка |
угля . . . . |
Развитие техники и технологии
В конце текущего пятилетия из пластов средней мощности, где не требуется навалка угля, планируется добывать около 4,7% всей добычи угля подземным спо собом.
Анализ работы очистных забоев на крутых пластах показал, что для данных условий еще не созданы эф фективные средства механизации и к 1975 г. каких-либо больших сдвигов здесь ожидать нельзя. Предполагается,