Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Охрименко В.А. Подземная гидродобыча угля учеб. пособие

.pdf
Скачиваний:
12
Добавлен:
25.10.2023
Размер:
14 Mб
Скачать

§ 2. ТЕХНОЛОГИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ПРОВЕДЕНИЯ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК

Главным преимуществом технологической схемы гидравличе­ ского проведения горных выработок является малооперационность, которая обеспечивается использованием напорной струи воды для отбойки, погрузки и последующего гидротранспорта горной массы.

' Схема нашла применение при проведении нарезных выработок по углям ниже средней крепости, где обеспечивается производи­ тельность гидроотбойки не менее 10 т/ч.

Технология гидравлического проведения выработок является весьма простой. Основными средствами механизации проходческих работ являются гидромониторы, используемые для проведения вы­ работок, высоконапорные водоводы диаметром 125—200 мм, вен­ тиляторы местного проветривания и металлические желоба.

Порядок проведения выработок по углю гидромониторными струями заключается в следующем. Вначале струей воды созда­ ется вруб. Затем производится гидроотбойка угля на глубину 3— 6 м в зависимости от степени устойчивости кровли пласта или вышележащей пачки угольного пласта.

Отбитый уголь смывается из забоя отработанным потоком воды и самотеком транспортируется по желобам к пункту обезвожива­ ния или в зумпф напорного гидротранспорта. После этого выра­ ботку крепят, гидромонитор переносят на новую позицию, нара­ щивают высоконапорный водовод, желоба, раскрепляют гидромо­ нитор, отрабатывают заходку и т. д.

При гидравлическом проведении подготовительных выработок получил широкое распространение многозабойный метод проведе­ ния и только иногда в определенных горнотехнических условиях применяется однозабойный метод, дающий достаточно высокие по­ казатели.

Опыт применения способа проведения выработок по углю с'при­ менением гидроотбойки на шахтах Донбасса показал, что много­ забойный метод по сравнению с однозабойным обеспечивает бо­ лее высокие (на 40—45%) темпы проведения выработок, повышает производительность труда проходчиков (на 15—20%) и резко (в 2,4 раза) снижает удельную трудоемкость. Это достигается в результате своевременной подготовки забоев и обеспечения максимального времени производительной работы гидромониторов.

По многозабойному методу (рис. 48, а) проводились подэтаж­ ные штреки на Яновском гидроруднике, где в течение месяца од­

ной

бригадой,

состоящей из 35 проходчиков и обслуживающей

пять забоев, было пройдено 797 м штреков.

Штреки по антрацитовому пласту hs с /= 1,3ч-1,5, мощностью

1,6

м и углом падения 45—60° проводились сечением в проходке

3,8

м2 и в свету 3 м2. Крепь деревянная — полный дверной оклад

с расстоянием

между рамами 1,6 м. Штреки со стороны кровли и

висячего бока

пласта перекрывались затяжками. Расход крепежных

ПО

А ккум улирую щ ий, ш т р ек

6

 

Произіодстбенные

 

 

 

Часы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

операции

8

9

10

11

12

13

Ѣ

 

 

Ггдроотдойка угля

Н

 

п

 

1

н

 

 

 

 

Передвижка, гидромонитора, нара -

 

»

 

т

 

 

щивание труд и желодов

и

I-

 

к

!

1

 

 

_L

 

I

 

 

 

 

 

I

 

I

 

 

4 Г-

 

 

Крепление

Г 1 г

 

 

 

 

Доставка материалов по штреку

J

 

Ü

 

ш і

Ü

 

 

 

 

Гидроотдойка угля

I

_р:Й _

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Передвижка гидромонитора н а р а ­

 

 

I

Jи

 

 

1-

 

 

 

щивание труб и желобов

f

 

J

__

 

 

т

 

 

 

 

 

1

 

__ 1_

 

 

 

Крепление

 

 

1

 

 

 

 

 

 

ш -|

 

L - J

 

 

 

 

Доставка материалов по штреку

- J

 

L- J

 

 

 

Доставка материалов по печи

Рис. 48. Технологическая схема и сменный график организации работ при гидрав­ лическом проведении подэтажных штреков многозабойным методом на Яновском гидроруднике:

1 — водовод; 2 — желоба; 3 — гидромонитор; 4 — вентилятор; 5 — пульпоспускная труба; б — электросверло

материалов на 1 м штрека 0,51 м3. Выход угля с одного по­ гонного метра 5 т.

Подэтажные штреки проводились по углю с уклоном 0,05 в сто­ рону пульпоспускной печи. На почве штрека укладывались метал­ лические желоба для безнапорного транспортирования пульпы и трубы диаметром 125 мм для высоконапорной воды давлением 60 кгс/см2.

Бригада состояла из звеньев по девять человек в каждом и ра­ ботала в три шестичасовые смены, одна смена подготовительная.

График организации работ (рис. 48, б) был составлен из рас­ чета выполнения четырех циклов в смену с подвиганием забоя за цикл 3 м. Проходческий цикл предусматривал совмещение следую­ щих процессов: гидроотбойки и смыва угля, крепления штрека и переноски гидромонитора. Операция переноски гидромонитора включает в себя собственно переноску, а также наращивание во­ доводных труб и настилку желобов.

Работы начинались с тидроотбойки угля в забое, подготовлен­ ном предыдущей сменой. Данную операцию выполняли гидромониторщик и его помощник. Остальные проходчики в это время пере­ двигали гидромонитор, наращивали желоба и трубы, устанавли­ вали крепь в следующих забоях.

Окончив гидроотбойку угля в первой печи, гидромониторщик и его помощник переходят во вторую печь, подготовленную для гидроотбойки, а работавшие в ней проходчики — дальше, где вы­ полняют аналогичные операции и т. д.

Принятая организация работ позволила совместить все основ­ ные операции проходческого цикла и довести максимальные суточ­ ные темпы проведения до 60 м.

Характерной особенностью гидравлического проведения выра­ боток является известная независимость операций собственно по проведению и доставке леса и других материалов. При этом ско­ рость проведения, по существу, определяется затратой времени на гидроотбойку угля и крепление, так как такие вспомогательные операции, как переноска гидромонитора, наращивание желобов, водоводного става и вентиляционных труб, совмещаются во вре­ мени с креплением.

Гидроотбойка угля в забое выработки производится заходками длиной 3—4 м (длина заходки ограничивается устойчивостью кровли) и выполняется одним рабочим (остальные члены бригады в это время доставляют в забой лес и другие материалы). На от­ работку заходки и последующее крепление затрачивается соответ­ ственно 30—40 и 60—70 мин, что при условии своевременной доставки материалов свидетельствует о реальности достижения тем­ пов проведения в размере 900—1000 м/месяц даже при трехсмен­ ном режиме работы.

Последнее подтверждается фактически достигнутыми на Янов­ ском гидроруднике темпами 797 м/месяц при производительно-

112

сти

труда проходчиков

19

м/месяц и себестоимости проведения

1 м

выработки 22,27

руб.

(без учета услуг вспомогательных

цехов).

 

 

Дальнейшее повышение производительности труда при гидрав­ лическом проведении горных выработок сдерживается высокой трудоемкостью доставки леса и материалов, что связано с недоста­ точной производительностью существующих типов канатных доро­ жек и значительными затратами времени на их переноску.

Существенным резервом увеличения темпов проведения подго­ товительных выработок является внедрение более совершенных средств гидроотбойки, в частности телескопических передвижных гидромониторов с дистанционным управлением, позволяющих вести гидроотбойку угля в постоянном оптимальном режиме. При­ менение данных гидромониторов позволит в известной степени сов­ местить крепление с гидроотбойкой угля.

Операции по передвижке гидромонитора, доставке труб по вы­ работке и их монтажу составляют от 15,5 до 29,4% общего вре­ мени работ при проведении выработок. При этом трудоемкость операций, приходящихся на 1 м, по передвижке гидромонитора и наращиванию става составила 18 чел-смен.

Применение в будущем передвигающихся гидромониторных агрегатов типа ГВД позволит сократить эти непроизводительные операции.

Гидромониторный агрегат ГВД-І представляет собой комплекс, состоящий из станка подачи, гидромонитора, секций подачи, направляющих фонарей, питающего рукава и пульта управ­ ления.

Гидромонитор посредством става, состоящего из секций метро­ вой длины, передвигается станком подачи, управляемым дистан­ ционно со специального пульта. Напорная вода к гидромонитору подается по гибкому высоконапорному рукаву.

При прямом ходе (вверх) агрегатом проводится выработка се­ чением 1X1,2 м с помощью специальной головки с тремя насад­ ками. При обратном ходе гидромонитора вниз в зависимости от типа сменной головки производится односторонняя или двусторон­ няя выемка угля. Для придания ставу жесткости при его движе­ нии, т. е. предотвращения изгиба в вертикальной и горизонтальной плоскостях, через каждые 7—10 м на секциях монтируются фонари. Стволы гидромонитора перемещаются параллельно почве выра­ ботки.

При проведении блоковых пулъпоспускных печей и вентиляци­ онных сбоек на гидрошахте им. 50-летия СССР (бывш. «Самсоновская» № 1) в Донбассе была достигнута средняя скорость про­ ведения по чистому времени подачи воды 20 м/ч, а в отдельных случаях — до 32 м/ч; техническая производительность с учетом тех­ нологических перерывов на наращивание става подачи составила 10 м/ч. Производительность труда проходчиков при звене из трех человек составила около 0,25 м на выход.

8 Заказ № 541 из

§ 3. ТЕХНОЛОГИЯ ВЗРЫВОГИДРАВЛИЧЕСКОГО ПРОВЕДЕНИЯ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК

Технологическая схема взрывогидравлического проведения гор­ ных выработок отличается от описанной выше включением в про­ изводственный цикл буровзрывных работ. При этом работы по про­ ведению могут производиться одноили многозабойными мето­ дами.

>

Ароизводстбенные

 

 

Часы

 

 

операции.

Э

10

11

12

13

14 15

 

 

 

Подготовка к радоте

ч

 

 

 

 

 

 

Гидросмыв угля

 

 

 

 

 

 

V. Креппение

 

 

 

 

 

 

%

Передвижка гидромонитора,

 

 

 

 

шш 1

 

наращивание трув

 

 

 

 

 

Оглавление массива

1

 

 

 

 

кв

 

Подготовка к равоте

 

 

 

 

 

 

Передвижка гидромонитора,

 

 

 

 

 

 

Csj

наращивание труб

 

 

п

 

 

 

%

Ослабление массива

 

 

 

 

 

 

Креппение

 

U

 

 

 

 

Гидросмыв угля

 

 

 

 

 

 

 

Подготовка к работе

 

 

L

 

 

 

Крепление

 

 

 

 

%

Ослабление массива

 

 

 

J

 

 

Передвижка гидромонитора,

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

наращивание трув

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Гидросмыв угля

Рис. 49. Сменный график организации работ при взры­ вогидравлическом проведении выемочных печей мно­ гозабойным методом на гидрокомплексе шахты № 4 «Нагольчанская»

Примером работы многозабойным методом по данной техноло­ гической схеме является опыт проведения выемочных печей на ги­ дрокомплексе шахты № 4 «Нагольчанская» (Донбасс). Выемочные печи сечением в проходке 3,3 м3 проводили по антрацитовому пла­ сту /ію мощностью 1,1 м и с углом падения 24°. Коэффициент кре­ пости f= 1,37. Печи крепили деревянными рамами без затяжки бо­ ков и кровли выработки. Сменное звено проходчиков состояло из пяти человек и обслуживало последовательно три забоя.

Работы по проведению печей (рис. 49) начинали с гидроот­ бойки ослабленного буровзрывными работами угля в забое, под­ готовленном предыдущей сменой. На этих операциях задалживались гидромониторщик и его помощник. Остальные проходчики в это время были заняты на буровзрывных работах, передвигали гидромонитор, наращивали желоба и трубы, устанавливали крепь в следующем забое.

114

Паспортом буровзрывных работ предусматривалось бурение че­ тырех шпуров длиной 2,5 м, в каждом из которых взрывались за­ ряды ВВ весом по 0,6 кг.

Окончив гидроотбойку угля в первой печи, гидромониторщик и его помощник переходили во вторую печь, подготовленную для гидроотбойки, а работавшие в ней проходчики — в третью, где вы­ полняли аналогичные операции.

Во время гидроотбойки в третьей печи в первой передвигали гидромонитор, наращивали трубы, крепили забой, после чего приступали к буровзрывным работам. Интервал времени от ги­ дроотбойки до крепления в третьей печи составлял 3 ч, в течение которых обнаженная кровля сохраняла свою устойчивость.

При четырехсменной работе каждую выемочную печь прово­ дили темпами 12—15 м/сут, а общее суточное подвигание забоев достигало 36—45 м. Средняя трудоемкость проведения 1 м печи составляла 2,89 чел-ч, при этом наибольшие трудовые затраты (34,6%) приходились на передвижку гидромонитора снизу вверх и наращивание труб.

Следует иметь в виду, что трудоемкость проведения вырабо­ ток в данных условиях можно было сократить за счет крепления, организовав своевременную доставку леса непосредственно к за­ бою. В рассматриваемом же случае доставка крепежного леса про­ изводилась на расстояние не ближе 100 м от забоя.

На этой шахте производилась проходка выемочных печей од­ нозабойным методом. Ниже приведены сравнительные данные, из которых видно, что несмотря на достаточно высокие технико-эко­ номические показатели, получаемые при однозабойном методе, он значительно уступает по показателям многозабойному методу.

 

 

 

Однозабойный

Многозабойный

 

 

 

метод

метод

Суточное подвигание за-

9 -1 0

12-15

боя, м

........................ ’

Месячное

подвигание за-

225-250

300-375

боя, м ...........................

Суточный

состав

бри-

6

7

гады, чел.......................

Производительность тру­

 

 

да рабочего на

выход,

1 ,5 -1 ,7

1 ,8 -2 ,1

м ...................................

Месячная производитель­

 

 

ность труда рабочего,

38-42

45-52

м ...................................

Трудоемкость на 1

м вы-

0,62

0,25

работки,

чел-смен . .

На ряде гидрошахт, в том числе на гидрокомплексе шахты № 63 Зимогорьевского шахтоуправления, взрывогидравлическим способом многозабойным методом проводили подэтажные штреки (рис. 50). При этом сменное звено, состоящее из пяти проходчи­ ков, обслуживало четыре забоя.

8 *

115

Во время гидросмыва угля в первом штреке был занят один гидромониторщик, во втором штреке два проходчика выполняли буровзрывные работы, а в третьем остальные проходчики крепили забой, передвигали гидромонитор и наращивали трубы и желоба. По окончании гидросмыва в первом штреке гидромониторщик пе­ реходил в подготовленный забой, а в первом штреке устанавли­ вали крепь и наращивали трубы и желоба. Одновременно в четвер-

Штрек

операции

8 9 ІО 11 12 13 19

 

Произбодстбеннь /е

Часы

 

Гидросмыв угля

 

й:V-

Крепление забоя, передвижка

 

гидромонитора,, наращивание

 

 

труд и

желобов

 

 

Оглавление массива

 

 

Осладление

массива

 

 

Гхдросмыв

угля

 

Крепление забоя, передвижка гидромонитора,нараиі,ивание

труб и желобов

Крепление забоя, передвижка гидрамонитора, наращивание

труб и желобов

%Ослабление массива Гидросмыв угля Ослабление массива

Г идросмь/в угля

і; Крепление забоя, передвижка

гидромонитора, наращивание труб и желобов

Рис. 50. Сменный график организации работ при взрывогидравлическом проведении подэтажных штре­ ков многозабойным методом на гидрокомплексе шах­ ты № 63 Зимогорьевского шахтоуправления

том штреке бурили шесть шпуров глубиной 2,2 м каждый. Вес шпурового заряда 1,25 кг.

На выполнение буровзрывных работ приходилось 21,2% общей трудоемкости проведения 1 м штрека.

При принятой организации работ, ведущихся в три смены, су­ точное подвигание одного забоя составило 6,6 м, а производи­ тельность труда проходчиков на выход — 1,72 м.

Особенно широкое применение взрывогидравлический способ нашел при проведении подготовительных выработок смешанным забоем (по углю с подрывкой вмещающих пород). В зависимости от объема подрываемой породы выработки проходят узким или широким забоем. При выходе породы менее 20% горные выработки проходятся узким забоем с буровзрывной выемкой и гидросмывом горной массы.

116

Данная схема рекомендуется для применения на пластах мощ­ ностью более 1,6 м с углом падения до 90° при вмещающих поро­ дах с коэффициентом крепости менее 4. Штрек проводится с верх­ ней, нижней или смешанной подрывкой вмещающих пород. При коэффициенте крепости угля менее 1,5 уголь вынимают гидравли­ ческим способом, более крепкий уголь вынимают вместе с поро­ дой при помощи ВВ.

Горную массу смывают гидромонитором. Штрек крепят метал­ лической или деревянной крепью. После крепления обуривают за­ бой и цикл снова повторяют.

Графиком организации работ (рис. 51) предусмотрено выполнение одного цикла в смену при четырехсменном режиме работы, из которых одна ремонтно­ подготовительная. Состав сменного звена три человека. Распределение обязанно­ стей между членами звена следующее. Бурение шпуров по углю и породе произ­ водится всем звеном. На операции смыва горной массы занято два проходчика, а третий в это время подготавливает крепежный материал. Крепление штрека производится также всеми членами звена.

При данной организации работ темпы проведения штреков могут составить 225 м в месяц при производительности труда проходчика до 0,75 м/чел-смену. На гидрошахте № 4 Яновского гидрорудника при проведении аккумулирующего штрека по указанной схеме было пройдено 243 м в месяц при производитель­ ности труда проходчика на выход 0,4 м.

На крутых пластах мощностью 1,2 м и более при породах кровли, поддающихся анкерованию, выработки проходятся уз-> ким забоем с крепью КМК-2. Отбойка породы осуществляется взрывчатыми веществами с последующим смывом ее в желоба.

Возможны два варианта указанной технологической схемы.

В а р и а н т 1. Проведение штреков с

крепью КМК-2 при параллельном ве­

дении работ в угольном и породном забоях

(рис. 52, а) применяют при мощности

пласта свыше 1,2 м и угле падения 45—90°. При мощности пласта более 2,5 м штрек проводят по углю, рамы КМК-2 устанавливают полным комплектом вслед за подвиганием забоя штрека.

Основные операции проходческого цикла — крепление угольного забоя и обуривание породного забоя — совмещают во времени. В качестве временной крепи в угольном забое используют элементы крепи КМК-2 (ножку по кровле пласта «пришивают» анкерами и устанавливают верхняк).

При скоростном проведении аккумулирующего штрека этим способом на гид­ рошахте № 4 Яновского гидрорудника было пройдено 513 и 808 м/месяц при производительности труда проходчика 0,482 м/выход.

В а р и а н т 2. Проведение штреков с крепью КМК-2 и с раздельно-одновре­ менным ведением работ в угольном и породном забоях дает возможность улуч­ шить организацию труда на участке.

Снижение трудоемкости и повышение скорости проведения штреков узким забоем возможно при применении варианта, которым предусмотрено опережение породного забоя угольным на 45—50 м (рис. 52, б). Это обеспечивает рассредото­ чение работ в пространстве и полное их совмещение во времени.

Значительное расширение фронта работ в выработке позволяет производи­ тельно работать всем членам бригады.

Графиком организации работ (рис. 53) предусматриваются темпы проведения 45 м в сутки, или 1125 м в месяц при непрерывной рабочей неделе.

Время на выполнение операций проходческого цикла принято на основании хронометражных наблюдений, выполненных при скоростной проходке второго во­ сточного аккумулирующего штрека на гидрошахте № 4 Яновского гидрорудника.

117

 

«з

 

а

Рч

 

4s

 

*

 

Оз

4j

 

*

 

 

о

<»•

 

fei

h>

 

 

'N

 

<3

о-

 

г

г- ^

 

«ь

С*3

 

Я

«N

 

<N>

 

fei

<N

Г ч

 

 

Оз

 

см

 

25

 

у

22

 

0

 

Си

 

 

£

<g

 

Сз

 

1551 22 >> Г ч

22

 

 

смена/

СЧІ

 

Оз

 

Г ^

Время цикл

о>

»

Оз -

на

1

сз Оз

Оэ

 

 

 

1

 

 

Г

 

1

 

T

 

1

 

Г

JГ

T

1

 

1

 

 

 

J

 

 

Г

 

 

1

 

 

 

T

Оэ

Оз

cy Оз Оз

*•3 h

c\) <NJ%

Оз Оз - -

Оз Оз o> Оз

X V hQ Q V d

-э-

 

-

 

«м *

<h es) <NJ•3- <M

О І / З Т І Ь

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a u d o H

О)

 

Й

 

4з Со

§

Оз

 

 

 

 

1

 

QU H3UJ0

«м

43

§

с*з 1

 

1

- о м э д о щ

о>' ОТ

Оз Оз“1oä*Оз'Os' Оз'

Пнзмэ VH со Со

 

4з"

03

 

csj 43

1

ъыбоц

 

 

 

 

 

Csj

 

 

43

 

 

 

 

^4

 

§

<4

•3'

5?"

 

Внэио ѵн

-э-

 

 

 

 

Оз ft

 

 

 

ujogvd

 

43

1

 

 

 

1

иэядо

«NJ

 

 

о? hf hi h> -

 

 

 

 

а>

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

§

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

£

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

£

3

 

Производственные операции

Оз

 

 

 

о "СЗ

 

 

 

 

 

1

 

£

03'

у

 

 

 

 

 

Сз

 

 

 

&■

 

 

 

 

 

&

 

 

£

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

£

 

 

 

 

 

оГ

 

 

 

53

03

 

 

 

 

 

 

Os

 

 

0

 

 

 

£ 053

 

 

Ot

 

!

СЭ

4

 

5:

 

 

 

I

 

Ö

 

дГ

0

 

s

!

0£

 

 

£

Оз0)

-0

 

 

c§- 1

 

о

 

&

о.

 

 

1

И 1

51

5

 

С\>

 

Оэ

£

Чз

«и

ftj

ca

 

 

 

с:

 

 

£

 

«0

 

§

чГ

о

0.

1 §

11

 

а>

 

§

5*

1

51 Ǥ

 

 

53

 

а

s

=1 0

Ǥ

1

 

О

 

I 1

«о

Оз

§

$f $r

Оэ

 

 

£

 

§.

01

Чз

Сз

 

$

1 t

1

4l

 

 

О

 

$1 §

 

t

Ч

hs

Оз

«Ci

У

V:

 

?>

 

fei

4

3* *§

 

X в

£

 

 

 

 

рз

о .9

 

в _

 

Онй«

 

 

 

О

О

о

 

м

 

SO

м

ÈL2

 

о,В-

4 s

S-я

 

О ►»

 

в( Н

о

ä r - e s

 

u

0

 

 

1 1

 

й О

^ s

 

 

S

Н

S м

 

^

2

 

^

 

 

 

0

0 °-

 

.►=r

 

 

 

£* et

 

Ч В

 

Ö

«

fc a

 

о *4

 

 

03

S5

ю^ • 0 . 3 t,

 

 

 

 

 

0

..

О H

 

я

 

s s й

d s

 

 

2

о о

о

S

 

яя з

о

и

я

о)

 

а-ж а,о

 

 

s

X

 

яй) «

о

 

 

О, о

 

сое( а

о

 

 

а

Рис. 52. Технологические схемы проведения аккуму­ лирующих штреков узким забоем с крепью КМК-2:

/ — желоба; 2 — гидромонитор;

3 — отбойный молоток;

4 —

анкера

клинощелевого типа;

5 — монорельсовая канатная

дорожка; 6 — вентиляционная труба; 7 — электросверло;

8

водовод;

9 — воздухопровод

 

 

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ