книги из ГПНТБ / Штейнбук В.Л. Беспламенное взрывание на угольных шахтах

Самым главным преимуществом пневмати­ ческой отбойки по сравнению со всеми други­ ми видами взрывания является безопасность ее применения. Следует отметить, что при взрывании сжатым воздухом отсутствует опас­ ность короткого замыкания, искрения, преж­ девременного взрыва от блуждающих токов и т. п., так как в системе нет никаких элемен­ тов, связанных с применением электричества. Это обеспечивает полную безопасность при­ менения патронов в любой газо- и пылеопасной среде.

Разрядка патронов происходит без образо­ вания вредных газов, а освобождающийся из патрона воздух способствует дополнительно­ му проветриванию забоя. Кроме того, не су­ ществует никакой опасности взрыва отказав­ ших патронов или взрыва патронов, попавших в уголь.

Следует, однако, иметь в виду, что несмот­ ря на эти большие преимущества отбойки сжатым воздухом не исключена опасность воспламенения при попадании в сжатый воз­ дух некоторого количества паров масла. Спе­ циальными исследованиями было установле­ но, что при добавке в смазочное масло солей лития и кремния эта малая вероятность вос­ пламенения исключается.

Однако при отбойке сжатым воздухом нельзя забывать о высоком давлении, которое представляет определенную опасность. По­ этому необходимо тщательно ограждать под­ ступы к опасным местам и предохранительным устройствам. Следует осматривать шланги пе­ ред работой для устранения петель и скруток.

80

Особенно тщательно необходимо проверять правильность и надежность соединений.

К недостаткам взрывания сжатым возду­ хом можно еще отнести необходимость буре­ ния шпуров увеличенного диаметра, а также некоторую дороговизну системы.

Применение пневматической отбойки угля на шахтах требует материальных затрат. Всю стоимость установки и эксплуатации пневма­ тической системы можно подразделить на че­ тыре части: а) капитальные затраты, б) на­ чальные затраты на установку трубопроводов и оборудования в лаве, в) затраты по уходу за компрессорной установкой и оборудованием в лаве, г) эксплуатационные расходы.

Разложив все эти расходы па количество угля, добываемого пневматическим взрывани­ ем, подсчитали, что при суточной угледобыче 1000 т отбойка системой пневматического взрывания так же экономична, как и при от­ бойке ВВ, и даже дешевле других спо­ собов.

Но не всегда производительность и эко­ номичность определяются количеством отби­ того угля. Теоретическая производительность компрессора обычно позволяет производить одно взрывание в минуту, так что при рацио­ нальной организации работ одним компрессо­ ром можно обеспечить всю добычу шахты. Самая высокая угледобыча, достигнутая на английских шахтах при использовании одного компрессора, составляет 2200 г/сутки. При этом, кроме добычи угля, производились до­ полнительные взрывные работы также в бу­ товых штреках по породе.

81

Следовательно, при определенных услови­ ях капитальные затраты на основное оборудо­ вание (компрессор) могут быть невелики, так как добычу всей шахты обеспечивает один компрессор. Но гам, где добыча угля в основ­ ном зависит от пневматического взрывания, рекомендуется иметь второй, запасной комп­ рессор. Поэтому себестоимость угля, добывае­ мого с помощью сжатого воздуха, еще срав­ нительно высока.

Испытание пневматического взрывания на шахтах Донецкого бассейна

Оборудование для пневматического взрыва­ ния испытывалось на шахте № 17— 17-бис, тре­ ста «Краснолучуголь», Луганской области.

Шахта вскрыта двумя центрально-сдвоен­ ными и двумя фланговыми стволами и разра­

батывает два пласта: Къ «Боковский» и Кл «Княгиневский».

Компрессор был установлен в камере околоствольного двора. От компрессора до участ­ ка был проложен стальной магистральный трубопровод диаметром 25,4 мм. В лавы сжа­ тый воздух от трубопровода поступал по мед­ ным трубам диаметром 9,5 мм или по арми­ рованному шлангу.

Взрывание сжатым воздухом начало внед­ ряться в октябре 1960 г. в 4-й и 5-й восточных лавах центрального уклона пласта Къ- Длина лав 50—70 м, угол падения пласта 8—9°, мощ­ ность пласта 2,16 м. Пласт разделен на 2 пач­ ки прослойком глинистого и углистого слан­

82

цев мощностью 0,55 м. Почва и кровля — не­ устойчивые глинистые сланцы. Бурение шпу­ ров по верхней пачке производилось через 2 м, по нижней — через 1 м. Производилась пред­ варительная подрубка пласта врубовой ма­ шиной КМП-3. Бурение шпуров производилось электросверлом; диаметр шпура 71 мм, дли­ на — 1,8 м.

За апрель и май 1961 г. в лавах было про­ изведено 3500 взрывов и добыто 11 000 т угля.

Лава для испытаний была выбрана не­

взрывником, а затем функции взрывников бы­ ли переданы рабочим очистного забоя.

Испытания на шахте № 17— 17-бис под­ твердили безопасность работ, отсутствие дыма и ядовитых газов, более равномерное рыхление

что выход антрацитовых штыбов умень­ шился с 31 до 21%■ Зольность снизилась с 3,4

до 2,3%.

Средняя производительность патрона со­ ставила 3,1 г угля на одно взрывание.

Достигнутые результаты не исчерпывают всех возможностей эффективного использова­ ния взрывания сжатым воздухом.

83

Применение гидравлических патронов для отдавливания угля

Гидравлические патроны, в которых в ка­ честве носителя энергии используется вода с небольшой примесью легкорастворимого мас­ ла, могут быть отнесены к средствам взрыва­ ния условно, так как их действие основано на механическом отдавливании угля. Это то­ же одна из попыток замены взрывчатых ве­ ществ, и хотя гидравлические патроны не по­ лучили распространения, но все же некоторые вопросы их применения и конструктивного использования оборудования могут предста­ вить интерес.

Широкое распространение на шахтах име­ ли патроны, выпускаемые английской фир­ мой «Галлик». При этом выяснилось, что гидравлические патроны оказались пригод­ ными для отбойки угля и породы, а также могут найти применение для разрушения уплотненного шлака, бетона, кирпичной кладки.

Первые образцы гидравлических патронов выпускались с приводом от ручного насоса. Вполне понятно, что при этом затрачивались большие усилия, а достаточное давление соз­ дать было трудно. Поэтому применение гид­ равлических патронов было практически и экономически невыгодно. В дальнейшем все работы велись в направлении применения ме­ ханического привода. На рис. 24 показаны гид­ равлические патроны для отбойки угля с при­ водом от трехплуижерного насоса, работаю­ щего от электродвигателя.

84

Гидравлический патрон, схематический разрез которого изображен на рис. 25, пред­ ставляет собой цилиндр из нержавеющей ста­ ли с высверленными на определенном расстоя­ нии друг от друга отверстиями для поршней.

Рис. 25. Схема гидроотбойного патрона.

Как видно из рисунка, по всему цилиндру гид­ равлического патрона проходит канал неболь­ шого диаметра, сообщающийся с каждой предназначенной для поршней полостью, а сам патрон соединяется с насосом с помощью гибкого шланга высокого давления. Вода под давлением, действуя на поршни, выдвигает их па определенное расстояние.

Насос приводится в действие от электро­ двигателя мощностью 3,68 кет через цепную передачу и имеет 230 об/мин. Насос размеща­ ется в стальном корпусе, который является резервуаром для воды. Уровень воды автома,- тически регулируется поплавковым клапаном. Цилиндры насоса изготовляются из бронзы, гнезда — из нержавеющей стали. Вес насоса около 500 кг, максимальное создаваемое дав­ ление — 940 бар. Предусматривается модифи­ кация насоса с приводом от пневмодвигателя.

86

Шланги высокого давления, соединяющие

обязательная подрубка пласта и хорошая очи­ стка штыба. При использовании патронов на английской шахте «’Эйр» пласт подрубывается на глубину 1,5 м на расстоянии 0,3 м от почвы. Затем бурились 9 шпуров и взрывались в пос­ ледовательности, указанной на рис. 26. Для патронов диаметром 69,8 мм требуется шпур диаметром 78 мм, а для патронов диаметром 88,9 м м — 102 мм. Для облегчения бурения шпуров таких диаметров были разработаны специальные буровые коронки. Взрываются од­ новременно три патрона чаще всего в одном ряду.

87