книги / Процессы очистных работ

Каждая добычная смена начинается с подготовительных операций на смене, в течение которых производится осмотр забоя, контролируется состояние кровли, подготавливается необходимый для работы инструмент, проверяется наличие в достаточных количествах необходимых материалов и т.п. Каждая добычная смена заканчивается заключительными операциями на смене, которые заключаются в подготовке лавык передачерабочимследующей смены.

Цикл очистных работ в лаве начинается с выемки полезного ископаемого в лаве комбайном. Вслед за проходом комбайна производится передвижка секций механизированной крепи. Одновременно с выемкой полезного ископаемого комбайном и передвижкой секций механизированной крепи призабойного пространства осуществляется передвижка секций механизированной крепи сопряжения призабойного пространства с вентиляционным штреком. По окончании передвижки секций крепи сопряжений на вентиляционном штреке передвигаются секции крепи сопряжения на участковом откаточном штреке.

После подхода комбайна к вентиляционному штреку выполняются концевые операции у вентиляционного штрека, включающие маневры комбайна по отработке оставшейся у почвы пачки полезного ископаемого и подготовку комбайна к перегону. Перегон комбайна осуществляется с включенными исполнительными органами, что обеспечивает механизированную зачистку просыпи. Вслед за перегоном комбайна осуществляется ручная зачистка оставшейся просыпи и передвижка лавного конвейера. Цикл очистных работ в лаве заканчивается концевыми операциями около откаточного штрека, которые предусматривают подготовку комбайна к выемке новой полосы и самозарубку комбайна.

На рис. 10.2 приведен пример планограммы при сплошной системе разработки. Выемка полезного ископаемого в лаве осуществляется узкозахватным комбайном, работающим по челноковой схеме. Призабойное пространство крепится металлической стоечной крепью. Управление кровлей в лаве – полное обрушение с применением металлической посадочной крепи. Посадка кровли

151

производится один раз в два цикла одновременно на трех участках лавы. В лаве на концевых участках проходятся ниши отбойными молотками.

В лаве принята четырехсменная организация работ: три смены по добыче полезного ископаемого и одна смена ремонтноподготовительная. Продолжительность смены 6 ч. За сутки в лаве выполняется шесть добычных циклов.

Добычной цикл включает выемку полезного ископаемого, ручную зачистку лавы, передвижку лавного конвейера, крепление призабойного пространства стоечной крепью. Выполнение этих процессов совмещается во времени и осуществляется в первом цикле в направлении от откаточной выработки, обслуживающей данную лаву, в сторону вентиляционной. Одновременно с указанными процессами осуществляется проходка ниш в первом цикле сначала около вентиляционной выработки, затем около откаточной. Комбайн заканчивает выемку полезного ископаемого в первом цикле выездом в нишу около вентиляционного штрека. После этого выполняются концевые операции около вентиляционного штрека, заключающиеся в подготовке комбайна к новому циклу.

После окончания концевых процессов в первом цикле производится посадка кровли, заключающаяся в передвижке металлической посадочной крепи. Для посадки кровли лава разделена на три участка, в которых работы по посадке кровли выполняются одновременно, что наглядно видно из планограммы на рис. 10.2.

Посадкой кровли заканчивается первый добычной цикл, после чего начинается второй цикл. Второй цикл также включает выемку полезного ископаемого комбайном, ручную зачистку лавы, передвижку лавного конвейера и крепление призабойного пространства металлической стоечной крепью. Но в отличие от первого цикла указанные процессы выполняются в направлении от вентиляционной подготовительной выработки в сторону откаточной. Во втором цикле также выполняются работы по проходке ниш как около откаточной выработки, так и около вентиляционной. Второй добычной цикл заканчивается концевыми операциями около откаточной

152

подготовительной выработки. Как видно из рис. 10.2, во втором цикле отсутствуют работы по посадке кровли, что объясняется тем, что посадка кровли, как говорилось выше, осуществляется один раз

вдва цикла и уже учтена в первом цикле.

Впредыдущих разделах при рассмотрении отдельных процессов, выполняемых в длинном очистном забое, кроме расчета времени выполнения процесса рассчитывались также трудозатраты на выполнение этих процессов. Трудозатраты в лаве за цикл (чел.см.) определяются по формуле

τц =∑τi ,

где τi – трудозатраты на выполнение i-го процесса в лаве, чел.см. При расчете трудозатрат за цикл суммируются трудозатраты

абсолютно по всем выполняемым в лаве за цикл процессам. При этом следует иметь в виду следующее. Если какой-либо процесс

вочистном забое выполняется один раз в несколько циклов (например, крепление сопряжений, посадка кровли и т.п.), то в расчет трудозатрат за цикл включаются условные трудозатраты на выполнение этого процесса, отнесенные к одному циклу. Расчет условных трудозатрат на выполнение таких процессов рассмотрен ранее

всоответствующих разделах.

Трудозатраты влавезасутки (чел.см.) определяются поформуле

τсут = τцnц,

где nц – количество циклов, выполняемых в лаве за сутки.

На основании рассчитанных трудозатрат в лаве за сутки принимается суточный численный состав рабочих очистного забоя (NГРОЗ). При этом должно соблюдаться неравенство

1 ≤	τсут	≤ 1,15.
	NГРОЗ

Принятое суточное число рабочих очистного забоя распределяется по сменам пропорционально объемам выполняемых за смену работ.

153

Кроме рассмотренных в предыдущих разделах работ, выполняемых в лаве горнорабочими очистного забоя, имеются еще работы, выполняемые рабочими, не входящими в состав бригады горнорабочих очистного забоя. В общем случае такими работами могут быть: погрузка добытого в лаве полезного ископаемого на транспортные средства в откаточных подготовительных выработках; взрывные работы, выполняемые взрывниками или мастерамивзрывниками; текущий мелкий ремонт оборудования в добычные смены; ревизия и ремонт оборудования в лаве в ремонтноподготовительную смену; доставка в лаву лесных материалов. Возможны и другие работы.

	№	Профессия	Количество выходов
				в т.ч. по сменам
	п/п		За сутки
				1	2	3		4
	1	ГРОЗ VI разряда	3	1	1	1
	2	ГРОЗ V разряда	22	7	8	7
	3	ГРОЗ IV разряда	5	2	1	2
	4	Деж. электрослесарь	3	1	1	1
	5	Люкогрузчик	3	1	1	1
	6	Слесарь по ремонту	6					6
	7	Лесодоставщик	2			12		2
		Всего	44	12	12			8

Рис. 10.3. Пример графика выходов

Рабочих, не входящих в состав бригады ГРОЗов, выполняющих указанные и другие подобные работы, относят к обслуживающим данную лаву. Таким образом, общее число рабочих, выходящих в лаву за сутки, складывается из суточного состава рабочих очистного забоя и суточного числа рабочих, обслуживающих лаву:

Nсут = NГРОЗ + Nобсл.

Выход рабочих в конкретную лаву наглядно представлен в виде таблицы, называемой графиком выходов. Пример графика выходов представлен на рис. 10.3.

154

10.1. Расчет технико-экономических показателей очистных работ в лаве. Расчет себестоимости добычи в лаве

Технико-экономические показатели очистных работ в лаве позволяют оценить эффективность принятой в лаве технологической схемы, соответствие используемого оборудования условиям лавы, эффективность использования рабочих в лаве. На стадии проектирования очистных работ технико-экономические показатели позволяют осуществить сравнение возможных вариантов очистных работ в условиях конкретной лавы. Основными технико-экономическими показателями очистных работ являются себестоимость добычи полезного ископаемоговочистном забое ипроизводительность труда.

Под себестоимостью добычи понимаются затраты в денежном выражении, отнесенные к 1 т добытого полезного ископаемого. Себестоимость добычи в очистном забое (руб/т) определяется по формуле

Соч = Сз.п + См + Сэл + Сам,

где Сз.п – себестоимость 1 т добытого полезного ископаемого по заработной плате рабочих, руб./т;

См – себестоимость 1 т добытого полезного ископаемого по затратам на расходуемые в лаве материалы, руб./т;

Сэл – себестоимость 1 т добытого полезного ископаемого по затратамнаэлектроэнергию, расходуемую вочистном забое, руб./т;

Сам – себестоимость 1 т добытого полезного ископаемого по затратам на амортизацию очистного оборудования, руб./т.

Себестоимость 1 т по заработной плате рабочих может быть определена по формуле

Cз.п = Фсут , Асут

где Фсут – суточный фонд заработной платы рабочих в лаве, руб.; Aсут – суточная добыча из очистного забоя, т.

155

Суточный фонд заработной платы рабочих определяется по формуле

Фсут = ТVIτVI +ТVτV +TIVτIV +∑(Тобслiτобслi ) kд,

где ТVI, ТV и TIV – сменная тарифная ставка ГРОЗ соответственно шестого, пятого и четвертого разрядов, руб.;

τVI, τV и τIV – трудозатраты за сутки ГРОЗ соответственно шестого, пятого и четвертого разрядов, чел.см.;

Тобсл i – сменная тарифная ставка рабочих i-й профессии, обслуживающих лаву (взрывник, мастер-взрывник, дежурный электрослесарь и т.п.), руб.;

τобсл i – трудозатраты за сутки рабочих i-й профессии, обслуживающих лаву, чел.см.;

kд – коэффициент доплат, учитывающий различного вида доплаты, включая районный коэффициент. На подземных работах угольных шахт kд = 1,57.

Суточная добыча из очистного забоя

Aсут = Lлvсутmγcо,

где Lл – длина лавы, м;

vсут – суточная скорость подвигания лавы, м/сут; m – вынимаемая мощность пласта, м;

γ – объемный вес полезного ископаемого в массиве, т/м3;

cо – коэффициент, учитывающий потери отбитого полезного ископаемого влаве. Его значение принимается впределах 0,97–0,99.

Себестоимость по затратам на материалы может быть определена по формуле

Cм = ∑A(gi zi ),

сут

где gi – суточный расход i-го материала;

zi – стоимость единицы i-го материала, руб.

Себестоимость по электроэнергии, расходуемой в очистном забое

156

Cэл =c ∑(Nдвiti ),

Aсут

где с – стоимость 1 кВт·ч электроэнергии, руб.;

Nдвi – суммарная мощность двигателей i-го очистного оборудования, кВт;

ti – время работы i-го очистного оборудования за сутки, ч. Себестоимость по амортизации очистного оборудования

Cам = ∑(Zi Nамi ),

100Nгод Aсут

где Zi – стоимость единицы i-го очистного оборудования, руб.; Nамi – годовая норма амортизации i-го очистного оборудова-

ния, %;

Nгод – количество рабочих дней в году.

10.2. Расчет производительности труда в лаве

Производительность труда (т/смену) рабочих очистного забоя определяется по формуле

П		=	Aсут	,
	ГРОЗ
			NГРОЗ

где Aсут – суточная добыча из очистного забоя, т. Расчет Асут рассмотрен в п. 10.1.1;

NГРОЗ – суточная численность рабочих очистного забоя, чел. Производительность труда (т/смену) рабочих, работающих

в лаве за сутки

Пр =	Aсут	,
	NГРОЗ +Nобсл

где Nобсл – суточная численность рабочих, обслуживающих лаву, не входящих в бригаду ГРОЗ, чел.

157

11. ТЕХНОЛОГИЯ ОЧИСТНЫХ РАБОТ НА РУДНИКАХ ВЕРХНЕКАМСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ КАЛИЙНЫХ СОЛЕЙ

На рудниках Верхнекамского месторождения применяется камерная система разработки, получившая свое название от названия очистных выработок – камер. Камеры отрабатываются в меридиональном направлении, что обусловлено субмередиональным направлением осей внутрипластовых складок. И только в тех редких случаях, когда оси складок существенно отклоняются от меридионального направления, очистные камеры располагаются диагонально, а не меридионально.

Основными параметрами очистных камер являются их длина, ширина, высота, площадь поперечного сечения, конструкция поперечного сечения, схема зарубки на камеру.

Отработка очистных камер на всех действующих рудниках месторождения осуществляется механизированным способом с использованием так называемых механизированных комплексов, включающих комбайн, самоходный вагон и бункер-перегружатель. Основные процессы, выполняемые в очистных камерах Верхнекамского месторождения:

−выемка руды;

−транспортирование добытой руды по камере;

−крепление кровли камеры;

−управление кровлей;

−проветривание очистных работ.

Выемка руды в камере предусматривает отрыв руды от пласта и погрузку разрушенной руды в транспортные средства. Выемка руды осуществляется проходческими или проходческо-очистными комбайнами [12]. Для выемки наиболее широко применяются комбайны «Урал-10» различных модификаций, «Урал-20» также различных модификаций, «Урал-61». В небольших количествах используются комбайны ПК-8М. В настоящее время на рудниках

158

Верхней Камы активно осуществляется внедрение на очистных работах более производительного комбайна «Урал-20Р». Все перечисленные комбайны работают по односторонней схеме с отгоном. Суть этой схемы заключается в том, что комбайн добывает руду, перемещаясь по камере в направлении от выемочного штрека

всторону вентиляционного штрека. После отработки камеры на всю длину комбайн своим ходом отгоняется на выемочный штрек. Надо отметить, что имеется ряд предложений по безотгонной схеме работы комбайна, позволяющей увеличить машинное время работы комбайна и, соответственно, его производительность. Но на практике эти схемы по разным причинам не реализованы.

По классификации проходческих комбайнов все применяемые комбайны относятся к комбайнам непрерывного действия, которые не позволяют производить селективную выемку на пластах сложного строения.

Транспортирование по камере отбитой комбайном руды на рудниках Верхнекамского месторождения осуществляется самоходными вагонами с электрическим приводом. В настоящее время

всвязи с внедрением более производительных комбайнов «Урал20Р» внедряются и более производительные самоходные вагоны ВС-30. Самоходный вагон является машиной циклического действия, цикл работы которой включает загрузку самоходного вагона, движение груженого вагона от комбайна до места разгрузки, разгрузку самоходного вагона, движение порожнего вагона от места разгрузки до комбайна. Очевидно, что производительность доставки отбитой руды зависит от длины доставки.

Также очевидно, что при описанном выше цикле работы самоходного вагона комбайн может работать по добыче руды только во время загрузки вагона. Это существенно снижает коэффициент использования комбайна во времени. Для увеличения времени работы комбайна используют бункерперегружатель. В настоящее время на рудниках внедряется бункер-перегружатель БПС-25. Бункерперегружатель не имеет собственного механизма передвижения, он прицепляется к комбайну и перемещается по камере комбайном.

159

После отработки камеры бункер-перегружатель удаляется из камеры самоходным вагоном.

При использовании бункера-перегружателя комбайн рубит руду и загружает ее в бункер-перегружатель. Загрузка же самоходного вагона осуществляется из бункера-перегружателя. Следует отметить, что бункер-перегружатель не решает полностью проблемы простоя комбайна из-за отсутствия самоходного вагона, так как при больших длинах доставки емкости бункера-перегружателя может оказаться недостаточно.

Нормативные документы не требуют обязательного крепления кровли камер. Однако в тех случаях, когда не может быть обеспечена безопасность работ в камере, кровля камеры должна обязательно крепиться. По правилам безопасности кровля камеры обязательно должна крепиться в следующих случаях:

−на сопряжениях камеры с выемочным штреком;

−при оставлении коржей в кровле камер;

−при оставлении в кровле камеры защитной пачки полезного ископаемого;

−при наличии в кровле камер «гребешков», образующихся при отработке камеры с расширением (с наложением комбайновых ходов по ширине камеры);

−при наличии в стенках камеры «плечиков», образующихся при отработке камеры в несколько слоев (с наложением комбайновых ходов по высоте камеры);

−при наличии в кровле камер «языков», образующихся при пересечениинаклонныхслоевпородкровлигоризонтальнойкамерой.

Крепление кровли очистных камер производится анкерной крепью по типовым паспортам, разработанным на рудниках. Применяются два вида анкерной крепи: клинораспорная и винтовая. Установка крепи механизированная с применением агрегатов АК-19, станков СК-25 и установок УВК-5С [12].

Очистные камеры по числу комбайновых ходов при ее отработке делятся на одноходовые и многоходовые. Одноходовые ка-

160