книги из ГПНТБ / Воробьев Б.М. Основы технологии горного производства. Введение в специальность учеб. пособие

вительных выработок и др . ;

трудовые

показатели

— производительность

труда

и

трудоем­

кость работ и др . ;

финансовые

показатели — себестоимость,

п р и б ы л ь ,

рентабель ­

ность

добычи,

а т а к ж е

обогащения

и

переработки у г л я ;

б)

по

капитальному

строительству

— оптимальные

пятилетние

п л а н ы

капитального строительства, оптимальные п л а н ы

реконструк ­

ции

шахт

и карьеров и т. д.;

в)

по

материально - техническому

снабжению;

г)

по

энергетической

службе;

д)

по

развитию

и

размещению

угольной промышленности;

е)

по

п о г р у з к е

и

транспорту

у г л я ;

ж)

по нормативной базе (индивидуальные нормы расхода материа ­

лов,

топлива

и др . );

з)

по

подготовке

кадров;

и) по бухгалтерскому учету и отчетности (показатели и а н а л и з

сводного

месячного,

к в а р т а л ь н о г о

и

годового

отчетов

и др . ) .

к)

п л а н научно - исследовательских

и

проектно - конструкторских

работ.

Кроме того, в системе АСУ отрасли будут решаться задачи по

оперативному у п р а в л е н и ю добычей

у г л я

на

ш а х т а х

и к а р ь е р а х ,

переработкой

у г л я ,

а

т а к ж е по оперативному

управлению

комплек ­

сом

угледобывающих

и

углеперерабатывающих

предприятий .

В

АСУ

комбината решается т а к ж е

большой

комплекс

задач по

скому), а н а л и з у

и п л а н и р о в а н и ю (оперативному

и перспектив ­

ному) .

Автоматизированная система управления горнодобывающим

пред­

приятием (шахтой) будет включать подсистемы:

общешахтного

автоматизированного у п р а в л е н и я

развитием

гор­

ко - вероятностные методы и методы сетевого п л а н и р о в а н и я . Н а

шахте

установлена

э л е к т р о н н а я

у п р а в л я ю щ а я

машина

«Днепр».

Систему

оптимального

у п р а в л е н и я шахтой

образуют

три

под­

системы,

выделенные по

п р и з н а к у — период

п р и н я т и я

решения:

подсистема

оптимального

перспективного у п р а в л е н и я ;

подсистема

оптимального оперативного у п р а в л е н и я

шахтой;

подсистема

опти­

мального

диспетчерского

у п р а в л е н и я .

В подсистеме

перспективного

управления

решается одна

из в а ж ­

нейших задач

перспективного

у п р а в л е н и я

—

определение

порядка

и очередности

отработки запасов в шахтном

поле на оставшийся

квартального п л а н и р о в а н и я

р а з в и т и я горных

работ на шахте мето­

дом альтернативных графов

и динамического

п р о г р а м м и р о в а н и я .

моделей д л я

к а ж д о й возникающей на шахте производственной

ситуа­

ции определяются следующие стратегии поведения —

у п р а в л я ю щ и е

воздействия:

а)

режим

работы каждого

очистного

участка по

добыче

у г л я ;

б)

м а р ш р у т д в и ж е н и я д л я

к а ж д о г о

электровоза

с у к а з а н и е м

количества вагонов

и

х а р а к т е р а г р у з а

(уголь,

порожние

вагонетки,

оборудование,

лесные

материалы и др . );

в)

режим

работы

поверхностного

комплекса;

г)

режим

работы ш а х т н ы х стационарных

установок .

Р е а л и з а ц и я

подсистемы диспетчерского у п р а в л е н и я

осуществ­

ляется с помощью

электронной у п р а в л я ю щ е й

машины «Днепр-1».

В

соответствии

с

меняющейся горно-геологической

обстановкой

на основе которых

перерабатываются оптимальные у п р а в л я ю щ и е

воздействия. О п е р а

т и в н а я к о р р е к т и р о в к а этих параметров обеспе­

количество у г л я , выданное из ш а х т ы

на

поверхность;

число

п о р о ж н и х

и число з а г р у ж е н н ы х

вагонеток на погрузочных

п у н к т а х

очистных

участков и в околоствольном дворе;

номера электровозов, н а х о д я щ и х с я

на

погрузочных п у н к т а х

и в околоствольном

дворе;

почасовые

отклонения фактических показателей от

плановых по

объемам добычи на участках

и по шахте в целом.

Н а шахте

«Октябрьская»

комбината Д о н е ц к у г о л ь

и на шахте

ются информационные автоматизированные

системы диспетчерского

у п р а в л е н и я

на базе специализированных устройств: А И С Т ,

С А Т У Р Н ,

аварийного

информатора

с использованием

у п р а в л я ю щ е й

электрон­

ной вычислительной машины У М - 1 .

А И С Т — автоматизированная информационная система

технолога,

внедренная

на ш а х т а х

«Октябрьская» и

«Лутугинская - Северная»,

стаивает

комбайн,

указывает

направление перемещения

комбайна

вдоль лавы («идет

вверх», «идет вниз»),

место

н а х о ж д е н и я

комбайна

в лаве, время непосредственной

работы с начала

смены,

длительность

простоев

комбайна

в

лаве .

С А Т У Р Н — автоматизированная

информационная

система

та­

бельного

учета

рабочих

на угольных

ш а х т а х

— дает

информацию:

о численности

рабочих,

спустившихся

с н а ч а л а

очередной

смены

по

к а ж д о м у

из участков

и

о численности

рабочих по

шахте

в целом.

Система автоматически выдает следующую документацию:

список

лиц,

н а х о д я щ и х с я в

данный

момент

в шахте;

список

лиц,

отработавших

смену;

список

лиц,

не

я в и в ш и х с я

на

работу за

сутки .

В подсистеме диспетчерского у п р а в л е н и я

шахтой

применяются

т а к ж е аварийное информационное устройство

(аварийный

информа­

тор) и информатор

подземного

транспорта .

§ 4. О С Н О В Н Ы Е П О Н Я Т И Я О Р А З Р А Б О Т К Е

П О Л Е З Н Ы Х И С К О П А Е М Ы Х О Т К Р Ы Т Ы М

СПОСОБОМ

И

О Б О Г А Щ Е Н И И

Открытые

работы

открытым

способом, называется

карьером

(при

разработке

уголь ­

ных и россыпных месторождений к а р ь е р ы называют

разрезами).

Под термином «карьер» понимается т а к ж е совокупность

горных

выработок,

образованных в процессе

открытой

разработки месторо­

ж д е н и я полезного

ископаемого.

Общий

вид к а р ь е р а приведен

на

рис.

165. Б о к о в а я поверхность,

о г р а н и ч и в а ю щ а я

к а р ь е р , называется

бортом

к а р ь е р а .

Б о р т

Рабочий

уступ

— слой

породы, покрывающей полезное

ископа­

емое,

или

слой полезного

ископаемого, разрабатываемый

самостоя­

тельными

средствами горного и транспортного оборудования . Е с л и

несколько

уступов

имеют один общий транспортный горизонт, то

они

называются

подуступами.

ствами выемки и транспорта .

Д л и н а заходки

определяет фронт

ра­

бот

уступа .

Работы по удалению породы, которые ведут на рабочих

уступах

по

породе, называются

вскрышными

работами,

а

вынимаемые

по­

роды — вскрышей.

Породы в с к р ы ш и размещают в

о т в а л а х

за

преде­

лами к а р ь е р а (внешние

отвалы)

и л и

в самом

к а р ь е р е ,

точнее, в

выра­

ботанном

пространстве

(внутренние

отвалы).

У с т у п ы разрабатывают верхним

черпанием,

когда

забой

располо ­

ж е н

выше

у р о в н я

стоянки экскаватора (механической

лопатой,

ро ­

торным экскаватором),

нижним

черпанием,

когда забой

расположен

ниже у р о в н я стоянки экскаватора (драглайном), и

комбинированным

черпанием — верхним и н и ж н и м . Последний способ возможен п р и ра­

боте д р а г л а й н а , цепных многочерпаковых и роторных

экскаваторов .

тура карьера

(внутренняя траншея) . Вскрытие можно осуществлять

проведением

самостоятельных д л я

к а ж д о г о

транспортного

гори ­

зонта траншей, общими т р а н ш е я м и ,

когда т р а н с п о р т н а я с в я з ь

всех

рабочих

горизонтов с

поверхностью

к а р ь е р а

осуществляется че­

рез одну

траншею

(рис. 167); групповыми

т р а н ш е я м и

—

одна

траншея

обслуживает

несколько горизонтов . Последние два

способа

тить

объем горно - капитальных

работ. П р и этом траншеи распола ­

гают

в пределах к а р ь е р а (внутренние траншеи) . Т р а н ш е и могут

быть

одинарными и парными —

одна

т р а н ш е я д л я п о р о ж н я к о в о г о и

одна

д л я

грузового транспорта .

К р о м е траншейных схем в с к р ы т и я

при -

м е н я е т ся бестраншейное

вскрытие, когда вскрышные работы

ведут

по бестранспортной

схеме

или транспортно-отвальной. В этих

слу­

ч а я х породу транспортируют

в

выработанное пространство и тран ­

шеи д л я породных горизонтов

отсутствуют. Т р а н ш е и в этих

с л у ч а я х

проводят

д л я

в с к р ы т и я

только

добычных горизонтов.

П р и

проведении

траншей

в

качестве

проходческого

обору­

0,0

I

дования

применяют

экскава ­

iL' LU Li' i l l . i l

r „

торы — д р а г л а й н ы

и

механиче­

.

ские лопаты . К а п и т а л ь н ы е

т р а н ­

шеи

проводят

одним

из

трех

способов:

бестранспортным

A TT, Triff .TT m TT .TT гл ,тп пт гтт ,T,-t3

L

(рис.

168),

транспортным

гттітг,т7(7ігті глгп mm тп гп гп^

(рис.

169)

и л и

комбинирован ­

А-А

ным .

П р и

бестранспортном

•h,

0,0

способе

экскаватор

укладывает

породу

от

проходки

на

одном

или обоих бортах траншеи .

П р и

транспортном

способе

породу

от проходки

г р у з я т экскавато ­

ром

в железнодорожные

вагоны

и л и

на

автосамосвалы

или

транспортируют колесным

скре ­

пером в отвал за пределы

гра ­

ниц

к а р ь е р а .

П о г р у з к а

породы

Рис. 167. Схема вскрытия месторождения об­

может быть н и ж н е й , если

тран ­

щими внешними траншеями

спорт

под

п о г р у з к у

подают

в

траншею,

и л и

верхней,

если

транспорт

подают

на

поверх ­

ность

земли.

П р и комбиниро­

ванном

способе

часть

породы

укладывают

на

бортах

тран ­

шеи,

а

часть

вывозят

из

тран ­

шеи

в

отвал.

18*

275

Н а уровне нижней площадки к а ж д о г о будущего

уступа от капи ­

т а л ь н о й

траншеи проводят разрезные

(обычно

горизонтальные)

т р а н ш е и , глубина которых равна высоте

уступа . Р а з р е з н ы е траншеи

создают

первоначальный фронт работ на

уступах . В

них размещают

Р и с .

170. Б е с т р а н с п о р т н а я

с и с т е м а

р а з р а б о т к и

пока не будет обнажено полезное ископаемое.

По полезному

ископа ­

емому д л я создания

первоначального

фронта

работ проводят

добыч­

ную трашею .

превышающей 20—25 м. П р и

этой системе

вскрышной

экскаватор

перемещает породы в с к р ы ш и

во внутренний

отвал (рис.

170). П р и

Мощность вскрыши при бестранспортных системах

разработки

ограничивается

рабочими

размерами экскаваторов, а в ряде случаев

допустимой по

условиям

безопасности высотой уступа

(50—60 м).

Н и з к а я себестоимость

работ пр и бестранспортных системах р а з р а ­

сторождения с высоким

коэффициентом вскрыши (10—25 м 3 /т) .

Т ранспортно-отвалъную

систему применяют дл я разработки

образователи применяются

в сочетании

с многоковшовыми

экска­

ваторами. П р и транспортно-отвальной системе

разработки,

так ж е

к а к и при бестранспортной, достигаются

высокие

технико-экономиче­

ские показатели .

Транспортные

системы

разработки.

П р и этих системах

р а з р а ­

ботки породы

вскрыши транспортируют

железнодорожным,

автомо­

и транспортно - отвальной

системах.

Комбинированные

системы

разработки

представляют собой ком­

бинации различных

систем разработки .

Ч а щ е

других

встречается

сочетание, когда верхнюю

часть в с к р ы ш н ы х

пород разрабатывают

с применением транспортной системы, а

нижние

уступы — по бес­

транспортной или транспортно -отвальной

системе.

Н а в с к р ы ш н ы х работах

используют одноковшовые

экскаваторы

типа механической лопаты, реже (когда позволяют

физико-механиче­

ские свойства п о р о д ) — д р а г л а й н ы и

многоковшовые

экскаваторы .

П р и добыче полезного ископаемого

в к а р ь е р а х

производят следу­

ющие основные работы: буровзрывные и погрузочные,

выемочно-по-

грузочные, транспорт

вскрыши и полезного ископаемого, отвальные

работы.

предварительно отбивают и дробят буровзрывным способом.

Н а к а р ь ­

ерах д л я отбойки и дробления породы в уступах из взрывных

методов

наибольшее

распространение имеет

метод с к в а ж и н н ы х

зарядов .

С к в а ж и н ы

закладывают на верхней

площадке уступа в один, два

Д л я бурения

с к в а ж и н применяют

станки

ударно - канатного, ко ­

лонкового, шарошечного, вращательно - шнекового б у р е н и я ,

а т а к ж е

станки термического

бурения .

С к в а ж и н ы б у р я т

п е р п е н д и к у л я р н о

п л о щ а д к а м

уступа

ил и

п а р а л ­

лельно откосу уступа с некоторым перебуром

н и ж е у р о в н я

н и ж н е й

площадки с расчетом, чтобы отрыв

породы пр и

взрыве

п р о и з о ш е л

на

уровне

н и ж н е й

площадки .

Д л я обеспечения бесперебойной работы

на

уступе

заходку (блок)

делят на участки

(рис. 171): в то время к а к на первом участке

произ ­

водят п о г р у з к у

породы

или перемещение

ее

во

внутренний

отвал,

I

— Блок

ж

Ж

Погрузка

бурение

Резерв

1 1

Г

Г Lis! . ' . '

' '.'

! \

о

о

о

о

о

\ Ѵ :

О О

О О О

1 1 1 1 1 1 1 1 1 ! 1 1 1 1

1 1 1 1 1 1 1 1 1

1 1 1 1

z

Р и с .

171.

Схема

р а з д е л е н и я

б л о к а н а

участки:

1 —

отбитая

п о р о д а ;

2

— э к с к а в а т о р

на

втором

участке

б у р я т

с к в а ж и н ы ;

третий

участок

я в л я е т с я ре­

зервным .

Д о п у с к а е м а я

ш и р и н а

и

высота

н а в а л а

взорванной

породы опре­

деляются

рабочими

параметрами

экскаватора

— радиусом

ч е р п а н и я

и

радиусом

р а з г р у з к и на

уровне

его

стояния .

Ш и р и н а

р а з в а л а

д о л ж н а быть такой, чтобы экскаватор мог убрать всю

в з о р в а н н у ю

породу за один

проход.

Выемочно-погрузочные

р а б о т ы .

Выемка

породы

из

массива

и

п о г р у з к а

в транспортные средства

ил и

п о г р у з к а взорванной по­

роды п р и транспортных

системах

р а з р а б о т к и ,

выемка

из

массива

и

перемещение

во

внутренний

отвал

ил и

перемещение

в

отвал

одноковшовыми экскаваторами

типа механической

лопаты

и л и

д р а г л а й н а м и .

П р и транспортно - отвальных

системах

дл я

выемки

породы

и з

массива и передачи ее на отвальный мост

ил и

консольный отвало-

Н а

рис

. 172

п о к а з а н экскаватор типа п р я м о й механической ло ­

паты .

Этот

тип

экскаваторов, н а р я д у с д р а г л а й н а м и , получил наи ­

м а л ь н ый

радиус

черпания

наиболее

мощных экскаваторов превы ­

шает 69

м; вес

экскаваторов изменяется в пределах 180—1000 т;

мощность

электродвигателя

250, 520,

1370 и 3200 квт.

Р и с .

172. Экскаватор

т и п а п р и м о й

м е х а н и ч е с к о й л о п а т ы :

1 — к о в ш ;

2 — р у к о я т ь ;

3 — стрела; 4

— к о р п у с экскаватора; 5 —

г у с е н и ч н ы й х о д

К о в ш у

д р а г л а й н а подвешен

к

стреле тросами и подается

на забой

путем его забрасывания при повороте корпуса экскаватора .

Пр и чер ­

пании горной массы ковш движется по забою с помощью

тягового

троса по направлению к экскаватору . Р а з г р у ж а е т с я

ковш

опрокиды­

ванием. Из - за отсутствия жесткой связи ковша со стрелой

погрузка

горной

массы драглайнами

в

подвижной состав

затруднительна .

Поэтому

д р а г л а й н ы применяют

обычно при бестранспортных систе­

ней п л о щ а д к е уступа, выше забоя .

Д р а г л а й н ы х а р а к т е р и з у ю т с я

большой

длиной стрелы — 90—100

м, позволяющей производить

черпание

и р а з г р у з к у породы на значительном расстоянии от экска ­

ходовым устройством. Т а к и е

мощные

экскаваторы

передвигаются

с помощью л ы ж с большой

опорной

поверхностью

по принципу

ш а г а н и я . Это позволяет устанавливать

экскаваторы на

отвалах .