Производственная безопасность безопасность эксплуатации горного оборудования. Практикум

Специфика применения механизированных комплексов требует четкого группового взаимодействия работающих с различными механизмами в условиях постоянно изменяющейся производственной среды и непрерывного перемещения рабочего места, что достаточно сложно. Из-за нарушения группового взаимодействия в комплексно-механизированных забоях происходит порядка 30 % смертельных случаев от общего числа в очистных забоях с различными средствами механизации и способами управления кровлей и крепления.

По видам машин травматизм в подземных выработках распределяется следующим образом: на очистных комбайнах происходит около 34 %, на скребковых конвейерах – 27 %, на механизированных крепях – 23 % и на других машинах – 16 % несчастных случаев.

Технический прогресс изменяет характер труда при очистных работах. Комплексная механизация и автоматизация производственных процессов приводит к уменьшению доли тяжелого физического труда, но и требует от работников повышения профессионального уровня. Труд человека становится более интеллектуальным, увеличивается его умственная напряженность. Управление и обслуживание машин и механизмов требуют более высокого общеобразовательного уровня и специальных профессиональных знаний работников.

Для рабочих ряда горных специальностей, связанных с управлением системами машин, механизмов и электроаппаратуры, целесообразно проводить профессиональный отбор, позволяющий подбирать кадры в соответствии с требованиями применяемой горнодобывающей техники.

Одним из основных организационных факторов является

число трудящихся, занятых на очистных работах, которое существенным образом оказывает влияние на вероятность возникновения травматизма.

Содной стороны, при увеличении численности работников

влаве увеличивается эта возможность, а с другой стороны, численность работающих должна быть такой, которая необходима для качественного, с точки зрения безопасности, выполнения технологических операций. Другими словами, численность работающих должна быть оптимальной.

31

Роль технологии и механизации

В настоящее время основным направлением развития механизации очистных работ является комплексная механизация процессов выемки, погрузки и доставки угля с использованием узкозахватных комбайнов с бесцепной системой подачи, струговых установок, безразборных двухцепных конвейеров и механизированных крепей. Комплексную механизированную выемку угля на пластах пологого и слабонаклонного падения практически применяют на шахтах большинства угольных бассейнов России, СНГ и дальнего зарубежья.

Применение комплексной механизации предопределило не только рост производительности труда, но также существенно снизило вероятность производственного травматизма, повысило уровень техники безопасности.

Вместе с тем из-за сложных горно-геологических условий отработки весьма значительной доли имеющихся промышленных запасов угля на шахтах применяют широкозахватную и узкозахватную выемку угля с индивидуальной крепью, а также с использованием механизированных крепей, отбойные молотки на тонких и крутых пластах и добычу угля гидравлическим способом.

Различие в уровне травматизма при различных видах технологии очистной выемки объясняется неодинаковым составом производственных процессов, числом и временем нахождения работающих в опасных зонах.

Наибольшее число случаев травмирования при очистной выемке со всеми средствами механизации, кроме отбойных молотков и гидроотбойки, происходит во время оформления забоя, крепления и управления кровлей.

Больше всего несчастных случаев при этих процессах происходит в лавах, оборудованных узкозахватными комбайнами с индивидуальной крепью.

Характерной особенностью применения индивидуальной крепи при узкозахватной выемке является отсутствие стоек между забоем и конвейером до его передвижки, т.е. наличие бесстоечного пространства. Особенно опасен участок в зоне изгиба конвейера, где приходится проводить работы по зачистке угля после неполной его погрузки комбайном. На это следует обращать повы-

32

шенное внимание при разработке паспортов крепления и управления кровлей.

При узкозахватной выемке значительно увеличивается скорость движения комбайна по сравнению с широкозахватной, однако темпы возведения индивидуального крепления при узкозахватной выемке остаются теми же, что при широкозахватной. Это во многих случаях приводит к отставанию постоянной крепи от комбайна и, как следствие, к возрастанию интенсивности проявления горного давления на участке изгиба конвейера.

Скорость (темпы) крепления кровли значительно зависит от трудоемкости установки крепи.

Вочистных забоях основной мерой безопасности от обвалов

иобрушений должны стать механизированные крепи в пластах мощностью 0,8–5,0 м.

На пластах крутого падения основными причинами производственного травматизма очистных забоев являются:

–  при комбайновой выемке угля – отсутствие надежных конструкций крепей в местах сопряжения прямолинейной и уступной части лав; необходимость выемки нижних ниш отбойными молотками; возможное застревание угля в углеспускных печах

игеэенках; отсутствие надежных конструкций предохранительных полков при значительной протяженности прямолинейного участка лавы;

–  в лавах с потолкоуступной формой забоя – несоответствие горно-геологическим условиям принятого способа крепления и управления кровлей; нарушение технологии выемки угля в уступах; отсутствие надежных и безопасных средств доставки лесоматериалов по лаве.

Односторонняя схема предусматривает выемку угля только в одном направлении, а в обратном – производится зачистка лавы исполнительным органом комбайна. Эта схема имеет ряд положительных моментов: полностью ликвидируется ручная зачистка угля по лаве, сокращаются затраты времени на концевые операции, уменьшается длина ниш из-за отсутствия погрузочного лемеха, снижается нагрузка на тяговую цепь и вероятность ее обрыва, обеспечивается лучшее взаимодействие механизированной крепи с кровлей при передвижке секций на наклонных пластах с переменным углом падения и при переходе геологических нарушений.

33

Челноковая схема работы выемочной машины широко применяется на пластах с неустойчивой кровлей. По этой схеме осуществляется непрерывность выемки угля от откаточного к вентиляционному штреку и в обратном направлении. Однако погрузка в этом случае не полностью механизирована, что вызывает необходимость нахождения работников между угольным забоем и конвейером и увеличивает вероятность травмирования их от обрушения угля и породы.

Значительное влияние на производственный травматизм в очистных забоях оказывает система разработки, которая определяет характер технологии и условия труда.

Наиболее предпочтительна, в первую очередь с точки зрения безопасности, система разработки длинными столбами по простиранию пласта, при которой вентиляционные и откаточные штреки, как правило, погашаются, а обратный порядок отработки столба обеспечивает непрерывный фронт работ, улучшает условия эксплуатации очистного оборудования, что является немаловажным фактором для безопасности работающих.

Кроме того, столбовая система разработки способствует заблаговременному обнаружению средних и крупных геологических нарушений, в зоне которых происходит наибольшее число аварий и несчастных случаев.

Значительный удельный вес от общего травматизма в очистных забоях составляют аварии на машинах и механизмах или нарушения правил их эксплуатации. Довольно частыми из них являются обрывы тяговых цепей. Травмы при этом нередко являются следствием того, что гидравлические подающие части комбайна не имеют безударной разгрузки тягового органа и могут развивать повышенные тяговые нагрузки.

Кроме того, обрывы тяговых цепей могут происходить из-за применения круглозвенных цепей меньшего калибра, чем требуется, особенно для тяжелых и работающих на наклонных пластах комбайнов, которые при обрывах цепей могут сползать вниз по падению, что также не исключает возможности травмирования работающих.

Значительное число травм происходит во время перестановки крепи, когда при ее разгрузке ложная или слабая кровля может обрушаться. Забойные конвейеры также являются источниками производственного травматизма, так как до насто-

34

ящего времени часть конвейеров выпускается без специальных устройств для закрепления приводов, что не обеспечивает надежного крепления приводных и натяжных головок. Наиболее опасными процессами в очистных забоях являются оформление забоя, крепление призабойного пространства, обслуживание выемочных машин и механизмов, передвижение механизированных и посадочных крепей, так как при выполнении этих операций главными травмирующими причинами в очистных забоях являются вывалы и обрушения пород кровли. Поэтому основным путем снижения травматизма должно быть совершенствование способов и средств крепления и управления кровлей.

Следует обратить внимание на тот факт, что в лавах с механизированными крепями наиболее часто несчастные случаи происходят в нишах, и их число в 2–3 раза выше, чем в лавах с индивидуальной крепью и при широкозахватной выемке.

3.2.  Порядок выполнения работы

По имеющимся описанию и техническим характеристикам основных видов оборудования для очистных работ [4] составить перечень основных вредностей и опасностей, которые могут иметь место в процессе эксплуатации данного вида оборудования:

–  комплексы для пологих и наклонных пластов: 1КМ103М, МКД90, КМК97М, КМС97М, КМ137, 1КМ88, 2КМ87УМН, 2К87УПМ, 1КМ88С, 2КМ87С, 1КМТ, 2КМТ, МК, КМ138, ОКП70, КМ130, КМ144, УКП5, АФК;

–  агрегаты для крутых пластов: КГУ, АНЩМК, 2КЩ; –  комбайны очистные и врубовые машины: К103М, КА80,

КА90, 1К101У, 1ГШ68, 1ГШ68Е, 2ГШ68Б, КШ1КГУ, КШ3М, 1КШЭ, РКУ, К86, БК89, К88, КСП, К10П, «Темп-1М», «Поиск-3», 2КЦТГ, «Кировец-2К», «Урал-33М».

3.3.  Требования к отчету

Отчет должен содержать:

–  основные сведения о назначении очистного оборудования угольных шахт;

–  сведения о конструктивных особенностях очистного оборудования с точки зрения безопасности его эксплуатации;

35

–  сведения об опасных инцидентах, которые могут возникнуть при эксплуатации очистного оборудования из-за нарушения правил безопасности или низкой квалификации персонала;

–  выводы.

3.4.  Вопросы для самоконтроля

1.  Каковыосновныепричинытравматизмавочистныхзабоях? 2.  Какая система разработки является наименее травмоопас-

ной для обслуживающего персонала?

3.  Какую роль играет механизация и автоматизация очистного оборудования для снижения аварий на этом виде горно-шахт- ного оборудования?

4.  Какие существуют организационно-технические меры для снижения травматизма в очистных забоях?

36

Практическая работа №  4 ИЗУЧЕНИЕ УСЛОВИЙ ВОЗНИКНОВЕНИЯ

ОПАСНОСТЕЙ И ВРЕДНОСТЕЙ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПРОХОДЧЕСКОГО ГОРНО-ШАХТНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Цель работы – освоение теоретических и практических навыков определения условий возникновения опасностей и вредностей при эксплуатации проходческого горно-шахтного оборудования.

4.1.  Общие теоретические положения

В отечественной и зарубежной практике проведения горных выработок на угольных шахтах наибольшее распространение получили два основных способа разработки забоя и погрузки разрушенной горной массы: комбайновый и буровзрывной. Тенденция последних лет – все больший объем применения комбайнового способа проведения при сокращении объемов буровзрывной проходки.

Объясняется это следующими основными преимуществами комбайнового способа в сравнении с буровзрывным:

–  значительно меньшее число последовательно выполняемых операций за счет совмещения во времени отбойки и погрузки горной массы, а также частично возведения крепи и вспомогательных операций;

–  в 1,5–2 раза более высокие темпы проведения выработок, значительно более высокая производительность труда проходчиков;

–  лучшее качество сооружаемых выработок, так как обеспечивается стабильность их формы и размеров;

–  меньшее число работающих в забое машин и, как следствие, меньшая аварийность техники;

–  лучшие санитарно-гигиенические условия работы в забое; –  большая безопасность работ и ряд других преимуществ. Многолетний опыт создания проходческих комбайнов и ком-

плексов на их основе как в нашей стране, так и за рубежом по-

37

зволил обосновать наиболее оптимальные решения по конструкциям комбайнов.

В настоящее время определились два основных типа проходческих комбайнов:

–  комбайны избирательного действия, оснащаемые исполнительным органом стрелового типа с режущей резцовой коронкой на конце стрелы; с погрузкой отбитой горной массы на столе питателя, как правило, с помощью парных нагребающих лап, с перегрузкой горной массы скребковым конвейером и с гусеничной ходовой частью;

–  комбайны бурового типа, оснащенные роторным исполнительным органом различной конструкции; с погрузкой отбитой горной массы ковшевыми кольцевыми погрузчиками на центрально расположенный скребковый (ленточный) перегружатель и с распорно-шагающей ходовой частью.

Свыше 95 % всего объема комбайнового проведения горных выработок на угольных шахтах страны и почти в такой же пропорции на угольных шахтах большинства угледобывающих зарубежных стран производится с использованием комбайнов избирательного действия со стреловым исполнительным органом.

Стреловые комбайны в наилучшей степени отвечают условиям работы в угольных шахтах, особенно при проведении пластовых выработок. Отличительной особенностью проходческих комбайнов этого типа является конструкция исполнительного органа. Выполнен он в виде цельной либо шарнирно-ломающей- ся стрелы с режущей коронкой на переднем призабойном ее конце и электроприводом с редуктором на заднем конце.

Повороты стрелы в горизонтальной и вертикальной плоскостях осуществляются, как правило, системой гидроцилиндров.

Режущие коронки стреловых комбайнов имеют коническую, сферическую (шаровую) либо цилиндрическую форму.

Отдельные конструкции комбайнов оснащаются двумя режущими коронками с поперечным по отношению к продольной оси стрелы расположением коронок.

Коронки проходческих комбайнов избирательного действия

впоследние годы, как правило, снабжаются поворотными резцами типа РКС различных типоразмеров, устанавливаемыми

врезцедержателях-кулаках коронки тангенциально. Такое рас-

38

положение резцов и их поворот в резцедержателях улучшает эффективность разрушения угля, а также пород с коэффициентом крепости до 6–8 ед., по шкале проф. М.М. Протодьяконова, повышает срок службы твердого сплава на резце и самого резца. Для разрушения крепких пород используются также радиальные породные резцы типа РПП-2.

Резцедержатели на коронках располагаются по спирали, что способствует удалению отбитой горной массы от забоя.

Конструктивно целесообразным явилось расположение электродвигателя и редуктора исполнительного органа на самой стреле. При этом реализуется раздвижность стрелы, имея в виду, что зарубка коронок в массив осуществляется раздвижкой (телескопическим удлинением)­ стрелы, а не подачей всего комбайна на забой, что, как полагают, повышает его устойчивость в работе. Кроме того, подача комбайна на забой для выполнения следующего цикла выемки приближает переднюю кромку питателя к забою, чем обеспечивается более полная уборка отбитой горной массы.

Установлено, что для уборки отбитой горной массы предпочтительным и наиболее производительным являются питатель с нагребающими одноили двухвильными лапами с непрерывной боковой погрузкой на скребковый конвейер комбайна с верти- кально-замкнутыми рабочей и холостой ветвями. Этот конвейер служит для перегрузки горной массы от питателя в вагонетки, штрековый конвейер или другое транспортное средство, располагаемое по выработке. Как правило, разгрузочная стрела этого конвейера делается поворотной в одну и в другую сторону, а также с возможностью изменения высоты разгрузки горной массы на различные транспортные средства, расположенные­ позади комбайна.

Такое перегрузочное устройство на комбайне удобно компонуется в середине машины, транспортирует горную массу как в горизонтальной, так и в наклонной выработке, проводимой по падению пласта, позволяет осуществлять поворот его в сторону и изменение высоты разгрузки.

Большая часть серийно выпускаемых и вновь создающихся стреловых комбайнов оснащается удлиняющимися либо одной длины ленточными перегружателями, позволяющими грузить отбитую горную массу в партию шахтных вагонеток.

39

Основным типом ходового устройства для передвижения проходческого комбайна со стреловидным исполнительным органом является гусеничный механизм, позволяющий оперативно и быстро перестанавливать комбайн на новую позицию, а также выводить его из пройденной выработки и перегонять в новый забой. Последние модели мощных проходческих комбайнов со стреловидным исполнительным органом оснащаются гидрофицированными аутригерами – по два на каждую сторону комбайна, обеспечивающими устойчивость его во время работы.

Привод гусеничного хода проходческих комбайнов, как правило, электрический. Некоторые модели комбайнов имеют индивидуальный привод на каждую гусеничную цепь, что повышает их маневренность и, как полагают, упрощает механизмы приводов и их управление.

Комбайны на гусеничном ходу можно безопасно использовать для проведения выработок с углами наклона до ±12°. Использование их для проведения выработок с большими углами наклона обуславливает применение для удержания комбайна от сползания в забой уклона специальных лебедок, а при проведении восстающих выработок – специальных устройств для удержания комбайна и увеличения напорного усилия на забой. Определенным ограничением применения стреловых комбайнов на проходке уклонов служит угол наклона таких выработок в 15–18°, при превышении которого резко падает производительность погрузочных устройств и особенно скребковых и ленточных перегружателей.

Проходческие комбайны избирательного действия со стреловидным органом обычно оборудуются комбинированной системой подавления пыли, состоящей из средств орошения зоны разрушения массива с помощью форсунки и средств пылеотсоса для очистки призабойной зоны от запыленного воздуха. Орошающая жидкость поступает к форсункам под давлением от насосной установки (типа НУМС-30), установленной в прилегающей к проходимой выработке. Установку для отсасывания и подавления пыли (типа КОВ) размещают в проходимой выработке.

Гидравлический привод проходческого комбайна избирательного действия предназначается для поворота отбойной коронки со стрелой в плоскости, параллельной почве, с помощью

40