Лукьянов В.Г. Горные машины и проведение горно-разведочных выработок

Подождите немного. Документ загружается.

321

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 гра-

фику в три смены. Продолжительность смены 6 ч, перерыв между сме-

нами 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 по-

роды и обмен вагонеток, формирование составов, откатку, разгрузку и

доставку вагонеток, настилку временных и постоянных рельсовых путей,

устройство разминовок

, наращивание трубопроводов. Заряжание и взры-

вание шпуров выполняли взрывники, не входящие в состав бригады.

В систему горизонтальных разведочных выработок входили штоль-

ня площадью сечения 6,4 м

и протяженностью 800 м, два штрека пло-

щадью сечения 5,8 м

и протяженностью 600 м каждый, квершлаги пло-

щадью сечения 5,8 м

и протяженностью 25…50 м. Выработки проводи-

лись 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.

В зависимости от типа вруба и крепости пород число шпуров в забое

площадью сечения 5,8 м

составляло 21–24 при средней глубине 1,7 м. Вру-

бы вертикально-клиновые и спиральные. Взрывчатое вещество – аммонит

№ 6 ЖВ. Взрывание огневое с использованием зажигательных патронов.

Забои проветривались по комбинированной схеме.

Горная масса грузилась породопогрузочными машинами ППН-1c в

опрокидные вагонетки вместимостью 0,8 м

. Груженый состав форми-

ровался из 9–10 вагонеток.

Откатку груженых составов производили электровозами 4,5АРП-2М,

маневровые операции – электровозами АК-2У. Расстояние от размино-

вок 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 вспомо-

гательных операций.

Заряжание, взрывание, проветривание и геологическую документа-

цию 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

322

ние сжатого воздуха на выходе из компрессорной 0,65 МПа. От компрес-

соров сжатый воздух подается в забой по трубам диаметром 140 мм.

Высоких результатов при проведении горно-разведочных вырабо-

ток добилась бригада В.Е. Шефера (Дукатская экспедиция Северо-

Восточного геологического управления). Бригада состояла из 14 высо-

коквалифицированных проходчиков и двух электрослесарей. Горизон-

тальные

выработки проводились в породах с f = 16…18.

До начала проходки были проведены подготовительные работы

(переделана система вентиляции, приведено в порядок отвальное хозяй-

ство, в штольне оборудована камера для хранения запаса ВВ на одну

смену). В одной из ранее пройденных рассечек создана подземная мас-

терская для ремонта горнопроходческого оборудования: перфораторов,

колонок, погрузочных машин и пр. Создан месячный

запас материалов.

Площадь сечения выработок – 5,8 м

, 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. Производи-

тельность труда проходчика достигла 36,5 м/мес. Каждое звено обслу-

живало в течение смены два забоя и выполняло 1,8 цикла.

Погрузка породы осуществлялась машинами ППН-1с, откатка груже-

ных составов – электровозами 4,5АРП-2М. На маневровых работах приме-

нялись электровозы АК-2У. Для откатки использовались вагонетки УВО-0,8,

а для разминовки

встречных составов – ответвления в ранее пройденные вы-

работки. Шпуры бурили перфораторами ПР-30ЛУ с пневмоколонок. Диа-

метр шпуров 40…42 мм. Перед началом бурения каждый проходчик подго-

тавливал комплект буров из трех-четырех штанг. Забои обуривались одно-

временно 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,

применялся вертикально-клиновой вруб.

Горные выработки обеспечивались сжатым воздухом от построен-

ной на участке стационарной компрессорной станции, оснащенной во-

семью компрессорами ВП-20/8. Сжатый воздух

подавался в забой по

трубам диаметром 219 мм.

Для орошения взорванной породы при погрузке и промывке шпу-

ров при их бурении была смонтирована централизованная система во-

323

доснабжения всех забоев. В устье штольни была установлена пятикубо-

вая емкость, в которую закачивалась подогретая вода из компрессорной.

Далее из емкости по трубам диаметром 42 мм вода перекачивалась на-

сосом ЗК-6 в трехкубовую емкость, находящуюся в одной из ранее

пройденных рассечек.

Для предотвращения замерзания воды в штольне, т. к. температура

выработках –8 °С, воду в емкости подогревали электронагревателями.

Для подогрева воды в устье штольни под пятикубовую емкость бы-

ла подведена горелка, работающая на дизельном топливе. После закач-

ки 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, многократ-

но повторяющихся выработок (штолен, квершлагов, штреков, рассечек)

готовыми рациональными решениями по организации и технологии

проходческих работ, способствующих уменьшению трудоемкости,

улучшению качества, снижению

себестоимости и повышению произво-

дительности 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 месторож-

дений РФ характерна следующая схема развития горных работ:

ОГ – вскрытие рудного месторождения на одном горизонте;

МГ – вскрытие месторождения на п-м количестве горизонтов (мно-

гогоризонтное вскрытие);

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

ОВП – вскрытие полевой выработкой, вкрест простирания рудного

тела с развитием выработок на два фланга на одном горизонте;

MBP – вскрытие по руде с системой рассечек на n-м количестве го-

ризонтов;

324

6) МВП – вскрытие полевыми выработками вкрест простирания руд-

ного тела с развитием прослеживающей системы выработок на 2

фланга на

n-м количестве горизонтов.

В первом варианте протяженность пройденных выработок будет

определяться выражением (без рассечек)

L = L

ис

где

– протяженность выработки с учетом стадии разведки; K

ис

– ко-

эффициент, учитывающий увеличение протяженности выработки за

счет ее искривления.

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

пис пр пр ис пр

2( )

LK L L K L n

′′′

=++ +

∑

где

– протяженность полевой вскрывающей выработки (штольня,

ствол), м;

пр

′

пр

′

– протяженность выработки, прослеживающей руд-

ное тело по простиранию (штрек), м;

прi

– протяженность выработки,

прослеживающей рудное тело вкрест простирания или восстания (паде-

ния) (рассечек, орт, восстающих, гезенков), м;

– количество однотип-

ных 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 вырабо-

ток в

ПГО «Севвостокгеология», «Якутгеология», «Красноярскгеоло-

гия», «Самаркандгеология», «Читагеология» с привлечением статистиче-

ских данных из других регионов страны и зарубежной практики. Иссле-

довались примеры, когда выработки проводились в идентичных условиях

серийно выпускаемым проходческим оборудованием. На основании ис-

следований выделены типовые группы (рис. 119):

I – выработки, проводимые одним забоем. Выполняется один цикл

в смену.

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.

– основные процессы выполняются одновременно в четырех за-

боях. Два забоя резервные. Делается четыре цикла.

V – основные процессы выполняются в шести забоях при четырех-

сменном режиме работ и в семи-восьми забоях при трехсменном режи-

ме работ. Делается 6–8 циклов.

325

Рис. 119. Зависимость абсолютной и относительной продолжительности

цикла от скорости проведения выработок:

160–1250 – верхние границы

скорости проходки по группам, м/мес; I–VIII – количество циклов (забоев)

по границам в смену

Количество забоев и циклов по группам дано для верхней границы

интервала каждой группы.

Для выработок группы I характерно последовательное выполнение

процесса цикла, для группы II – частичное совмещение у нижней грани-

цы интервала и параллельное у верхней. Для выработок групп III–V

– па-

раллельное.

Для указанных групп на основании исследований экономико-

математической модели

Т = f (S, f, υ

, l) получены оптимальные значе-

ния глубины шпуров (табл. 37).

Таблица 37

Номер группы

Скорость

проходки

м/бр-мес

Глубина шпуров

Удельная площадь

забоя ∆

на 1-го

проходчика, м

III

150…160

280…340

360…400

510…550

750…850

1,5…1,6

1,8…1,9

1,9

2,2

1,9

2,7…2,9

2,9

1,8…2

Формирование комплексов проходческого оборудования произво-

дится на основании рекомендаций, изложенных в работе [29] по уровню

механизации труда, определяемому по формуле

326

мр

()

∑

где

– объем работ, выполняемый с помощью средств механизации; А

–

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 исход-

ного множества технологических схем, формирование набора критериев и

выбора способа оценки по ним каждого варианта технологической схемы

проведения горно-разведочных выработок позволяют перейти от интуи-

тивного выделения наилучших вариантов, основанного только на индиви-

дуальном опыте специалистов-экспертов, к формализованному анализу

оценок каждого варианта и выделению

подмножества наиболее предпоч-

тительных с помощью разработанной процедуры принятия решения.

Для формирования подмножества предпочтительных вариантов разра-

батывается алгоритм, позволяющий с помощью ЭВМ осуществить перебор,

анализ и оценку большого количества вариантов исходного множества.

Варианты

и A

считаются эквивалентными (A

~ A

), 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 = С

+ Е

где

– годовые эксплуатационные затраты (или себестоимость 1 т уг-

ля) по сравниваемому варианту, руб.;

– нормативный коэффициент

сравнительной эффективности;

K – годовые капитальные вложения.

Планируемое снижение себестоимости

()

iiiii

С C С A ЦА

Bb Bb

⎛⎞

Δ= − = −

⎜⎟

⎝⎠

327

где C

, С

– себестоимость 1 т угля в году, предшествующем внедрению

новой технологии и в

i-м планируемом году, руб.; A

– объем добычи

угля в

i-м году; Ц

– оптовая цена единицы продукции в i-м году; Bb

– производительность труда до внедрения и в i-м планируемом году,

/чел. (т/чел.).

Планируемое снижение численности промышленно-производственного

персонала

∆

= (T

– T

где

, T

– затраты на единицу продукции в натуральном (или стоимост-

ном) выражении до внедрения и в

i-м планируемом году, чел. (руб/чел.).

Сводный эффект

(руб.) от внедрения новых технологических

схем в

i-м планируемом году

= ∑∆П – Е

∑∆K,

где ∆

П – прирост прибыли (снижение себестоимости) за счет внедрения

новой технологии в

i-м году; ∑∆K – капитальные затраты на осуществ-

ление всех мероприятий по плану новой техники

i-го года, руб.

Годовой экономический эффект от повышения надежности техно-

логической схемы

ппнп

ЭЗ З

′

′′

− ,

где

′

′′

– условно-постоянная часть приведенных затрат до и после

повышения надежности, руб/год;

– коэффициент увеличения нагруз-

ки на забой.

Коэффициент роста нагрузки на забой по отношению к коэффици-

енту машинного времени

′

или

′

′′

−

=⋅

′

−

′

∑

;

гг

′

′′

=⋅

′

′′

где

– 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 вре-

мени работы добываемого или другого механизма;

– среднее время

восстановления

i-ro элемента технологической схемы, мин; Т

– нара-

ботка на отказ

i-го элемента технологической схемы, мин; K

– коэффи-

циент готовности технологической схемы.

317

Таблица 38

Коэффициенты

увеличения скорости (фактический)

приведенный к одному забою

пр

фпр

бз

;

υυ

пр

снижения

трудоемкости

бб б

ii i

tn V

=−

снижения стоимости

=−

Группы технологической схемы

Режим

работы

Количество

смен

и рабочих

дней

в месяц

I II III IV V I II III IV V I II III IV V

3 × 25,4

3 × 30

4 × 25,4

4 × 30

Базовая 1,71

2,04

2,14

2,33

1,40

1,22

1,17

1,1

2,7

2,97

3,1

3,38

1,3

1,20

1,13

1,04

3,70

4,10

4,37

4,73

1,21

1,10

1,01

0,95

5,34

6,1

6,9

7,5

1,20

1,07

0,34

0,87

Базовая 0,04

0,05

0,07

0,09

0,10

0,11

0,15

0,14

0,24

0,26

0,22

0,29

0,38

0,40

0,41

0,42

Базовая 0,27 0,41 0,49 0,54

Примечание

– продолжительность выполнения работ за смену по

-й и базовой технологическим сменам, мин;

– число

проходчиков соответственно по

-й и базовой технологическим схемам в сменном звене;

– выполненный объем работ за смену

соответственно по

-й и базовой технологическим схемам;

– стоимость единицы работ по

-й и базовой технологическим схе-

мам;

– количество рабочих забоев по

-й технологической схеме.

За базовую приняты значения для первой группы технологической схемы.

328

329

Индекс с одним штрихом соответствует базовой технологической

схеме, с двумя штрихами – новой технологической схеме.

Приведенная методика в некоторых случаях может служить теоре-

тической базой выбора технологической схемы при проведении горно-

разведочных выработок.

В качестве основных критериев в основном принимаются трудоем-

кость и стоимость работ (единицы продукции).

Выбор технологических схем

предлагается по критериям приве-

денной скорости

пр

, трудоемкости K

, стоимости K

. Прогрессивность

технологических схем по этим критериям дана в табл. 38.

Контрольные вопросы

1. Принципы управления технологическим процессом горно-

разведочных выработок путем постановки и реализации многова-

риантной задачи.

2. Структура производственного процесса проходки штольни.

3. Паспорт буровзрывных работ, принцип его составления.

4. Виды шпуров по назначению и схемы шпуров (наклонные, парал-

лельные).

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.

330

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 горно-

разведочных выработок наносит определенный ущерб окружающей сре-

де. Этот ущерб проявляется в нарушении пахотных земель, сельскохо-

зяйственных и лесных угодий, загрязнении вод и воздушного бассейна.

Незначительные локальные газопылевые загрязнения воздушной

среды имеют место при взрывных работах, при работе

двигателей внут-

реннего сгорания и пр.

Масштабы загрязнения водной среды, как правило, незначительны, ос-

новным загрязнителем поверхностных водоемов (водотоков) являются

шахтные воды, выдаваемые на поверхность из подземных горных вырабо-

ток. Шахтные воды характеризуются повышенной минерализацией и со-

держат нерастворимые минеральные примеси. Разведочные штольни в ряде

случаев становятся долговременными источниками загрязнения

поверхно-

стных и подземных вод даже после завершения геологоразведочных работ.

Загрязнение поверхностных водоемов может быть следствием ин-

тенсивной водной эрозии поверхности породных отвалов и открытых

разведочных выработок.

Наибольшие негативные последствия горно-разведочных работ прояв-

ляются в нарушениях земной поверхности на производственных участках.

Перед началом горных работ сооружаются промплощадки «вре-

зов», дороги, ЛЭП с нарушением почвенного слоя, вырубкой кустарни-

ков и деревьев. На земной поверхности остаются выемки и полоски (ка-

навы, траншеи, устья штолен, шурфов, стволов) и возникают породные

отвалы. Все это снижает продуктивность и ценность земельных участ-

ков. 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 снима-

ется. Первоначально снимается и складируется отдельно верхний, наи-

более плодородный слой, затем второй. Перед снятием почв вырубают-

ся, выкорчевываются пни, убираются валуны и срезаются кустарники.

Работы ведутся в летнее сухое время.