Горные машины

В восстающем полок крепится с помощью крючьев, а передвижка и перевод его из горизонтального положения (рабочий полок) в наклонное (отбойный полок) и обратно осуществляются при помощи пневматической лебедки ЛТ-2.

Рис. 104. Шагающий полок ПШВ-4

Полок состоит из основной и выдвижной рам, рабочей платформы и пневматической лебедки.

По мере подвигания забоя либо выдвигается рабочая рама, либо подтягивается основная. Перед взрыванием платформа устанавливается под углом 40–45° и служит отбойным полком.

НИИПИгормашем разработан шагающий полок ПП-1, в котором передвижение происходит с помощью пневмоцилиндров, монорельса и кареток.

При проходке восстающих в породах, склонных к внезапным выбросам угля или газа, применяются предохранительные щиты конструкции ВостНИИ. Работы в забое ведутся под предохранительным перекрытием. Подъем и опускание перекрытия осуществляются с помощью двух пневмоцилиндров.

281

Техническая характеристика самоходных полков приведена ниже.

Могут быть две разновидности способа проведения восстающих при помощи подвесных клетей: 1) с простыми клетями (рис. 105, а); 2) с самоуправляемыми клетями (рис. 105, б). В последнем случае лебедка устанавливается в клети, устраняется присутствие машиниста лебедки, нет необходимости устройства сложной системы двухсторонней связи между машинистом и проходчиками в клети, можно использовать даже искривленную скважину, так как трос движется по скважине без груза.

Для проходки восстающего с подвесной клетью предварительно с верхнего горизонта или с поверхности необходимо пробурить скважину диаметром 100…150 мм, затем на горизонте или на поверхности устанавливается лебедка, как и при проходке с обычными клетями. Скважина, кроме того, используется для целей вентиляции и как дополнительная обнаженная плоскость при взрывных работах.

В клети при опытных проходках указанным методом размещали аппараты связи, управления и сигнализации. Сжатый воздух к клети подводился по резиновому шлангу диаметром 50 мм, а вода – по шлангу диаметром 19,1 мм. Крыша клети створчатая и при раскрытии образовывала прочный помост для бурения.

282

В забое восстающего клеть раскрепляли съемными винтовыми колонками с ручным приводом. Связь проходчиков с машинистом подъемной лебедки и нижним горизонтом осуществлялась по телефону.

Перед взрыванием клеть опускали на специальные салазки или платформу, отцепляли от каната и оттягивали под перекрытие, а канат поднимали в скважину.

Рис. 105. Проходка восстающих с подвесной клетью

Для устранения запрессовки скважины во время взрыва к концу каната подвешивали металлическую болванку длиной 3…5 м так, чтобы нижний ее конец длиной около 0,3 м был в зоне разрушения.

Самоходные полки отличаются от шагающих тем, что в них принцип шагания, т. е. циклическое движение, заменен движением непрерывным. Устройство самоходного полка и порядок его работы при проходке восстающего заключаются в следующем (рис. 106).

Самоходная платформа с кабиной перемещается по специальному монорельсовому пути, прикрепленному к стенке восстающего обычно с помощью штанг.

Бурение и заряжание шпуров производится с платформы или под ее защитой (в зависимости от устойчивости пород). В кабине доставляются в забой проходчики, ВВ, материалы, секции монорельса. Воздух и воду подают по трубам, вмонтированным в звенья монорельса.

283

285

ДлязаряжанияиспользуютсяпатронированныеипорошкообразныеВВ. При секционном и безврубовом взрывании сразу на всю длину восстающего применяют сплошные колонковые заряды, а при секционном взрывании сразу на всю высоту выработки используют рассредоточен-

ные заряды с воздушными промежутками.

Несмотря на прогрессивность технологической идеи, большие возможности для применения и высокую технико-экономическую эффективность, способ безлюдной проходки восстающих посредством отбойки глубокими скважинами широкого промышленного внедрения пока не получил. Основная причина – нерешенность задачи высокоэффективного и надежного направленного бурения глубоких скважин.

На рудниках Джезказганского рудоуправления при проходке восстающего с отбойкой глубокими скважинами последние бурили снизу вверх станком БМК-2. Для образования врубовой щели бурили одну скважину диаметром 250…300 мм или до пяти – диаметром до 100 мм. Отбойные скважины (от 5 до 9) бурили на расстоянии 0,5…1,2 м от врубовых. Площадь поперечного сечения восстающих 4…5 м2. Коэффициент крепостипородf = 8…12.

Скважины заряжали специальными патронами (с аммонитом) диаметром 90 мм, длиной 400 мм, массой 2 кг. Этим способом было пройденооколо20 восстающихплощадьюсечения5,0…9,6 м2 ивысотой9…32 м.

Бурение восстающих можно вести сплошным и кольцевым забоями. Привод породоразрушающего наконечника может быть установлен на верхнем или нижнем горизонте. Бурение может производиться снизу вверх или сверху вниз. При бурении сплошным забоем предварительно может быть пробурена разрезная скважина.

Контрольные вопросы

1.Технология проходки восстающих выработок обычным способом.

2.Способы механизации проходки восстающих.

3.Технология проходки восстающих с помощью КПВ.

4.Технология проходки восстающих выработок методом взрывания глубоких скважин.

286

ГЛАВА 21. ПРОВЕДЕНИЕ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ ВЫРАБОТОК

§ 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

При проведении горизонтальных выработок применяют различные способы производства работ, определяемые физико-механическими свойствами горных пород, размерами поперечного сечения, сроком службы и назначением этих выработок.

Способы, применяемые для проведения выработок в устойчивых горных породах, которые позволяют свободно обнажать забой и стенки выработки, называют обычными. Способы, применяемые для проведения выработок в слабых, неустойчивых горных породах (плывучих или сильнообводненных, сыпучих), а также в породах крепких, но дающих при пересечении их весьма большие притоки воды или газа, т. е. в сложных горно-геологических условиях, называют специальными.

Рис. 108. Схема управления технологическим процессом

287

Воднородной породе выработки могут проводиться по крепким или мягким породам. В крепких породах выработки проводят буровзрывным способом. При проведении в мягких породах возможно применение буровзрывных работ или комбайнов.

Принятие решений в управлении разведкой и добычей полезных ископаемых, исходя из понятий кибернетики, сводится к управлению технологическими объектами и представляет собой непрерывную процедуру в системе с обратной связью.

Схема процесса проведения горизонтальной горно-разведочной выработки (например, штольни), сформулированная на базе общих положений управления процессами (операциями) и формальной логики, представлена на рис. 108.

Информация о внешних условиях и особенно их прогнозе, а частично,

иинформация о ходе управляемого процесса носит различный характер. Реже всего информация является детерминированной: процесс выработки решений при этом наиболее прост. В большинстве случаев информация в той или иной степени неопределенна, т. е. носит стохастический характер, а иногдахарактерпротиводействия. Выработкарешенийприэтомсложна.

При решении наших задач в большинстве случаев целесообразно искусственно перевести стохастическую информацию в детерминированную, что и чаще применяется. Выработка решений в такой постановке представляет собой более простую задачу и реальна для практического применения.

Директива из вышестоящих инстанций о цели и задачах процессаоперации может быть в виде плана на проходку или изыскания резервов улучшения показателей проходки, т. е. выбор оптимального технологического варианта при ограниченных или неограниченных ресурсах, обоснованиецелесообразностипримененияновогокомплекса оборудованияит. д.

Конкретный вид критерия оптимальности выбирается в зависимости от задачи. При оценке критериев назначается один ведущий, остальные являются ограничивающими.

Вкачестве ведущих критериев чаще всего принимают следующие:

I = (I1, I2, I3),

где I1 – стоимость (приведенная) проведения выработки; I2 – трудовые затратынапроведениевыработок; I3 – скорость(время) проведениявыработки.

Условия оптимизации: min I1; min I2; max (min) I3.

В качестве ограничивающих критериев могут быть уровень механизации, энергозатраты труда и др.

288

Реализация математических моделей, позволяющих рассмотреть множество возможных вариантов проходки, осуществляется при помощи ЭВМ или с применением ручного счета в зависимости от сложности вычислений и условий предприятия.

Заключительная фаза принятия решения в общем случае в настоящее время не может быть формализована и должна выполняться людьми (руководителями соответствующих инстанций).

Этапы «оформление решения» и «передача распоряжения» могут реализовываться в виде рекомендаций по управлению объектом. Например, могут ограничиваться выдачей рациональных технологических решений в виде технологических карт или их элементов по изменению параметров (паспорт БВР, паспорт вентиляции и др.) с целью улучшения показателей проходки по соответствующим критериям.

Системный подход предполагает необходимость рассмотрения связей процессов проходки горизонтальной выработки с другими процессами сооружения горно-разведочной шахты, а также внутренних взаимосвязей.

§ 2. ОРГАНИЗАЦИЯ ТРУДА ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ВЫРАБОТОК

Совокупность взаимосвязанных трудовых процессов и взаимосвязанных с ними физико-химических, механических и естественных процессов, направленных на превращение сырья, материалов и полуфабрикатов в готовую продукцию, называется производственным процессом.

Производственный процесс при проведении геологоразведочных работ является сложным и подлежит делению на рабочие процессы, операции, приемы и движения (рис. 109).

Рабочим процессом называется часть производственного процесса, при котором изменение предмета труда или объема работы производится в пределах одного рабочего места одним или несколькими рабочими совместно. Рабочие процессы классифицируются для целей нормирования в следующем порядке: ручные, машинно-ручные, машинные (или механизированные), автоматизированные и аппаратурные.

К ручным относятся процессы, которые осуществляются вручную с помощью немеханизированных орудий труда; к машинно-ручным – процессы, выполняемые машинами или механизмами при непосредственном участии рабочего, причем энергия машины и усилия рабочего используются одновременно; к машинным – процессы, при которых основная работа выполняется машинами, а элементы вспомогательной работы – рабочими вручную или при помощи механизмов, или автоматически; к аппаратурным – процессы, осуществляемые в аппаратах при помощи механических, химических или иных воздействий на предмет труда.

289

290

Рис. 109. Структура производственного процесса

268