Горные машины

Бригада Г.Е. Ходырева этого же объединения в том же году за 31 рабочий день провела 509 м подземных выработок. Производительность труда проходчиков в месяц достигла 36,5 м.

Бригада состояла из 16 человек. Работа велась по скользящему графику в три смены. Продолжительность смены 6 ч, перерыв между сменами 2 ч. Одновременно в работе находились 2–4 забоя, расположенных на значительном расстоянии один от другого. Проходчики выполняли практически весь комплекс работ – бурение шпуров в забоях и подбурков в кровле и стенках выработок для подвески труб и кабелей, погрузку породы и обмен вагонеток, формирование составов, откатку, разгрузку и доставку вагонеток, настилку временных и постоянных рельсовых путей, устройство разминовок, наращивание трубопроводов. Заряжание и взрывание шпуров выполняли взрывники, не входящие в состав бригады.

Всистему горизонтальных разведочных выработок входили штольня площадью сечения 6,4 м2 и протяженностью 800 м, два штрека площадью сечения 5,8 м2 и протяженностью 600 м каждый, квершлаги площадью сечения 5,8 м2 и протяженностью 25…50 м. Выработки проводились по породам с f 16…18. Шпуры бурились перфораторами ПР-30ЛУ. Для пылеподавления при бурении шпуров использовалась промывочная жидкость (5–7%-й солевой раствор), которая доставляется от устья штольни в забой в специально оборудованных бачках.

Взависимости от типа вруба и крепости пород число шпуров в забое площадью сечения 5,8 м2 составляло 21–24 при средней глубине 1,7 м. Врубы вертикально-клиновые и спиральные. Взрывчатое вещество – аммонит

№6 ЖВ. Взрываниеогневоесиспользованиемзажигательных патронов. Забои проветривались по комбинированной схеме.

Горная масса грузилась породопогрузочными машинами ППН-1c в

опрокидные вагонетки вместимостью 0,8 м3. Груженый состав формировался из 9–10 вагонеток.

Откатку груженых составов производили электровозами 4,5АРП-2М, маневровые операции – электровозами АК-2У. Расстояние от разминовок до забоя не превышало 80 м. При проведении штреков в качестве разминовок использовались ранее проведенные горные выработки.

Каждое звено начинало работу в одном забое с погрузки и откатки породы из забоя, в другом – с бурения шпуров или выполнения вспомогательных операций.

Заряжание, взрывание, проветривание и геологическую документацию выполняли между сменами или в течение смены в резервном забое.

Электроэнергией и сжатым воздухом подземные горные выработки обеспечивались от стационарного комплекса, включающего передвижные дизельные электростанции «Шкода-320» и компрессоры ВП-20/8. Давле-

321

ние сжатого воздуха на выходе из компрессорной 0,65 МПа. От компрессоров сжатый воздух подается в забой по трубам диаметром 140 мм.

Высоких результатов при проведении горно-разведочных выработок добилась бригада В.Е. Шефера (Дукатская экспедиция СевероВосточного геологического управления). Бригада состояла из 14 высококвалифицированных проходчиков и двух электрослесарей. Горизонтальные выработки проводились в породах с f = 16…18.

До начала проходки были проведены подготовительные работы (переделана система вентиляции, приведено в порядок отвальное хозяйство, в штольне оборудована камера для хранения запаса ВВ на одну смену). В одной из ранее пройденных рассечек создана подземная мастерская для ремонта горнопроходческого оборудования: перфораторов, колонок, погрузочных машин и пр. Создан месячный запас материалов.

Площадь сечения выработок – 5,8 м2, средняя длина откатки 900…1000 м, одновременно работа велась в пяти-шести забоях, форма сечения выработки прямоугольно-сводчатая. Выработки проводились без крепления. Бригада работала в три смены с двухчасовым перерывом между сменами. В каждую смену работали два звена по два проходчика в каждом. Ежедневно отдыхали два проходчика.

Бригада прошла 500 м подземных горных выработок. Производительность труда проходчика достигла 36,5 м/мес. Каждое звено обслуживало в течение смены два забоя и выполняло 1,8 цикла.

Погрузка породы осуществлялась машинами ППН-1с, откатка груженых составов – электровозами 4,5АРП-2М. На маневровых работах применялись электровозы АК-2У. Дляоткатки использовалисьвагонетки УВО-0,8, а для разминовки встречных составов – ответвления в ранее пройденные выработки. Шпуры бурили перфораторами ПР-30ЛУ с пневмоколонок. Диаметр шпуров 40…42 мм. Перед началом бурения каждый проходчик подготавливал комплект буров из трех-четырех штанг. Забои обуривались одновременно двумя проходчиками. Перед окончанием бурения один проходчик направлялся за ВВ, другой в это время добуривал забой и убирал буровой инструмент. В зависимости от типа вруба и крепости пород число шпуров в забое изменялось в пределах 21–25 при средней глубине 1,7 м. Как правило, применялсявертикально-клиновойвруб.

Горные выработки обеспечивались сжатым воздухом от построенной на участке стационарной компрессорной станции, оснащенной восемью компрессорами ВП-20/8. Сжатый воздух подавался в забой по трубам диаметром 219 мм.

Для орошения взорванной породы при погрузке и промывке шпуров при их бурении была смонтирована централизованная система во-

322

доснабжения всех забоев. В устье штольни была установлена пятикубовая емкость, в которую закачивалась подогретая вода из компрессорной. Далее из емкости по трубам диаметром 42 мм вода перекачивалась насосом ЗК-6 в трехкубовую емкость, находящуюся в одной из ранее пройденных рассечек.

Для предотвращения замерзания воды в штольне, т. к. температура в выработках –8 °С, воду в емкости подогревали электронагревателями.

Для подогрева воды в устье штольни под пятикубовую емкость была подведена горелка, работающая на дизельном топливе. После закачки воды в трехкубовую емкость став труб продувался сжатым воздухом для очистки от воды.

§ 6. ПЛАНИРОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ, РАБОЧИХ ПРОЕКТОВ, ПАСПОРТОВ ПРОЦЕССОВ ПРОХОДЧЕСКИХ РАБОТ

Под технологическими схемами (картами) понимают комбинации способов и средств (или просто средств) проведения горных выработок для выполнения конкретно поставленных задач. Они преследуют цель обеспечить проведение типовых, достаточно протяженных, многократно повторяющихся выработок (штолен, квершлагов, штреков, рассечек) готовыми рациональными решениями по организации и технологии проходческих работ, способствующих уменьшению трудоемкости, улучшению качества, снижению себестоимости и повышению производительности труда.

Для определения объема горно-разведочных работ необходимо знать методику разведки месторождения. Для месторождений сложной морфологии и неравномерного распределения полезного ископаемого типа Дукатского, Карамкенского, Майского и других рудных месторождений РФ характерна следующая схема развития горных работ:

1)ОГ – вскрытие рудного месторождения на одном горизонте;

2)МГ – вскрытие месторождения на п-м количестве горизонтов (многогоризонтное вскрытие);

3)ОВР – вскрытие на одном горизонте по руде с системой рассечек;

4)ОВП – вскрытие полевой выработкой, вкрест простирания рудного тела с развитием выработок на два фланга на одном горизонте;

5)MBP – вскрытие по руде с системой рассечек на n-м количестве горизонтов;

323

6)МВП – вскрытие полевыми выработками вкрест простирания рудного тела с развитием прослеживающей системы выработок на 2 фланга на n-м количестве горизонтов.

Впервом варианте протяженность пройденных выработок будет определяться выражением (без рассечек)

L = LiKис,

где Li – протяженность выработки с учетом стадии разведки; Kис – коэффициент, учитывающий увеличение протяженности выработки за счет ее искривления.

В четвертом варианте (разведки на втором фланге, с рассечками)

L = LпKис + 2(Lпр′ + Lпр′′ )Kис + ∑Lрпрini ,

где Lп – протяженность полевой вскрывающей выработки (штольня, ствол), м; Lпр′ , Lпр′′ – протяженность выработки, прослеживающей руд-

ное тело по простиранию (штрек), м; Lрпрi – протяженность выработки,

прослеживающей рудное тело вкрест простирания или восстания (падения) (рассечек, орт, восстающих, гезенков), м; ni – количество однотипных выработок, прослеживающих рудное тело вкрест простирания, м.

Во втором, пятом и шестом вариантах протяженность выработок будет суммироваться по горизонтам.

Численность проходческих забоев в одновременной проходке в данном случае предлагается определять согласно рекомендации В.Г. Лукьянова, А.Д. Громова, полученных в процессе исследований проведения выработок в ПГО «Севвостокгеология», «Якутгеология», «Красноярскгеология», «Самаркандгеология», «Читагеология» с привлечением статистических данных из других регионов страны и зарубежной практики. Исследовались примеры, когда выработки проводились в идентичных условиях серийно выпускаемым проходческим оборудованием. На основании исследований выделены типовые группы (рис. 119):

I– выработки, проводимые одним забоем. Выполняется один цикл

всмену.

II– основные процессы цикла выполняются одновременно в двух забоях. Один забой резервный. Делается два цикла в смену.

III– основные процессы выполняются одновременно в трех забоях. Один-два забоя резервные. Делается три цикла в смену.

IV – основные процессы выполняются одновременно в четырех забоях. Два забоя резервные. Делается четыре цикла.

V– основные процессы выполняются в шести забоях при четырехсменном режиме работ и в семи-восьми забоях при трехсменном режиме работ. Делается 6–8 циклов.

324

∑l Aм

Kм = k i=1

∑(Aм + Aр)

i=1

где Ам – объем работ, выполняемый с помощью средств механизации; Ар – объем ручных работ; k – тип оборудования в комплекте; i – индекс вида оборудования, применяемого в комплекте.

§ 7. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ВЫБОРА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ

Разработка способа представления альтернативных вариантов исходного множества технологических схем, формирование набора критериев и выбора способа оценки по ним каждого варианта технологической схемы проведения горно-разведочных выработок позволяют перейти от интуитивного выделения наилучших вариантов, основанного только на индивидуальном опыте специалистов-экспертов, к формализованному анализу оценок каждого варианта и выделению подмножества наиболее предпочтительных с помощью разработанной процедуры принятия решения.

Для формирования подмножества предпочтительных вариантов разрабатывается алгоритм, позволяющийс помощьюЭВМосуществитьперебор, анализиоценкубольшогоколичества вариантовисходного множества.

Варианты Аi и Aj считаются эквивалентными (Ai ~ Aj), если они имеют одинаковые оценки по всем критериям, и несравнимыми, если один вариант имеет более высокие оценки.

При выборе технологической схемы можно ориентироваться либо на один критерий с незначительной корректировкой на другие два, либо учитывать значения и других критериев.

Особенность решения задачи выбора наилучшей технологической схемы определяется целями задания.

В работе [15] основным показателем сравнительной экономической эффективности новой технологической схемы предлагают приведенные затраты в расчете на годовую добычу или 1 т угля базовой схемы:

З = Сi + Ен K,

где Сi – годовые эксплуатационные затраты (или себестоимость 1 т угля) по сравниваемому варианту, руб.; Ен – нормативный коэффициент сравнительной эффективности; K – годовые капитальные вложения.

Планируемое снижение себестоимости

326

где C1, Сi – себестоимость 1 т угля в году, предшествующем внедрению новой технологии и в i-м планируемом году, руб.; Ai – объем добычи угля в i-м году; Цi – оптовая цена единицы продукции в i-м году; Bb1,

Bbi – производительность труда до внедрения и в i-м планируемом году, м3/чел. (т/чел.).

Планируемое снижение численности промышленно-производственного персонала

∆Чi = (T1 – Ti)Ai,

где T1, Ti – затраты на единицу продукции в натуральном (или стоимостном) выражении до внедрения и в i-м планируемом году, чел. (руб/чел.).

Сводный эффект Эх (руб.) от внедрения новых технологических схем в i-м планируемом году

Эх = ∑∆П – Ен∑∆K,

где ∆П – прирост прибыли (снижение себестоимости) за счет внедрения новой технологии в i-м году; ∑∆K – капитальные затраты на осуществление всех мероприятий по плану новой техники i-го года, руб.

Годовой экономический эффект от повышения надежности технологической схемы

Эп = Зп′αн − Зп′′,

где Зп′, Зп′′ – условно-постоянная часть приведенных затрат до и после

повышения надежности, руб/год; αн – коэффициент увеличения нагрузки на забой.

Коэффициент роста нагрузки на забой по отношению к коэффициенту машинного времени

где Kм – коэффициент машинного времени технологической схемы; ξ – удельный вес перерывов и простоев, не зависящих от добычи угля, от продолжительности смены; φ – затраты времени на вспомогательные операции и технологические перерывы, приходящиеся на единицу времени работы добываемого или другого механизма; Тbi – среднее время восстановления i-ro элемента технологической схемы, мин; Тi – наработка на отказ i-го элемента технологической схемы, мин; Kг – коэффициент готовности технологической схемы.

327

Индекс с одним штрихом соответствует базовой технологической схеме, с двумя штрихами – новой технологической схеме.

Приведенная методика в некоторых случаях может служить теоретической базой выбора технологической схемы при проведении горноразведочных выработок.

В качестве основных критериев в основном принимаются трудоемкость и стоимость работ (единицы продукции).

Выбор технологических схем предлагается по критериям приведенной скорости Kυпр, трудоемкости Kт, стоимости Kс. Прогрессивность технологических схем по этим критериям дана в табл. 38.

Контрольные вопросы

1.Принципы управления технологическим процессом горноразведочных выработок путем постановки и реализации многовариантной задачи.

2.Структура производственного процесса проходки штольни.

3.Паспорт буровзрывных работ, принцип его составления.

4.Виды шпуров по назначению и схемы шпуров (наклонные, параллельные).

5.Классификация погрузочных машин.

6.Производительность ковшовых погрузочных машин.

7.Классификация схем обмена вагонеток.

8.Схемы скреперной уборки породы.

9.Технология скоростного проведения горно-разведочных выработок.

329

ГЛАВА XXII. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ПРИ ГОРНО-РАЗВЕДОЧНЫХ РАБОТАХ

§ 1. ОТРИЦАТЕЛЬНОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ ГОРНО-РАЗВЕДОЧНЫХ РАБОТ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

Производительная деятельность геологоразведочных предприятий по разведке месторождений полезных ископаемых с применением горноразведочных выработок наносит определенный ущерб окружающей среде. Этот ущерб проявляется в нарушении пахотных земель, сельскохозяйственных и лесных угодий, загрязнении вод и воздушного бассейна.

Незначительные локальные газопылевые загрязнения воздушной среды имеют место при взрывных работах, при работе двигателей внутреннего сгорания и пр.

Масштабы загрязнения водной среды, как правило, незначительны, основным загрязнителем поверхностных водоемов (водотоков) являются шахтные воды, выдаваемые на поверхность из подземных горных выработок. Шахтные воды характеризуются повышенной минерализацией и содержат нерастворимые минеральные примеси. Разведочные штольни в ряде случаев становятся долговременными источниками загрязнения поверхностныхиподземныхводдажепослезавершениягеологоразведочных работ.

Загрязнение поверхностных водоемов может быть следствием интенсивной водной эрозии поверхности породных отвалов и открытых разведочных выработок.

Наибольшие негативные последствия горно-разведочных работ проявляютсявнарушенияхземнойповерхностинапроизводственныхучастках.

Перед началом горных работ сооружаются промплощадки «врезов», дороги, ЛЭП с нарушением почвенного слоя, вырубкой кустарников и деревьев. На земной поверхности остаются выемки и полоски (канавы, траншеи, устья штолен, шурфов, стволов) и возникают породные отвалы. Все это снижает продуктивность и ценность земельных участков. Возможны падения людей и животных в пройденные выработки.

§ 2. МЕРОПРИЯТИЯ, СНИЖАЮЩИЕ ВРЕДНОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫХ РАБОТ

Для сохранения плодородного слоя перед началом работ он снимается. Первоначально снимается и складируется отдельно верхний, наиболее плодородный слой, затем второй. Перед снятием почв вырубаются, выкорчевываются пни, убираются валуны и срезаются кустарники. Работы ведутся в летнее сухое время.

330