CC BY
28
УДК 622.512
Д.В. Ботвенко (канд. техн. наук, заведующий лабораторией ОАО «Научный центр ВостНИИ по безопасности работ в горной промышленности»)
С.И. Голоскоков (канд. техн. наук, заведующий лабораторией ОАО «Научный центр ВостНИИ по безопасности работ в горной промышленности»)
А. А. Анисимов (инженер ООО «Горный ЦОТ»)
А.С. Подображин (аспирант ГОУ ВПО «Уральский государственный горный университет»)
Формирование пылевой обстановки в высокопроизводительном очистном забое
Приведен анализ запыленности воздуха в высокопроизводительном очистном забое -лаве №5207 шахты «Котинская» ОАО «СУЭК-Кузбасс».
Ключевые слова: ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫЙ ОЧИСТНОЙ ЗАБОЙ, ГОРНОТЕХНИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ, ЗАМЕРЫ ЗАПЫЛЕННОСТИ ВОЗДУХА, РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Большинство шахт Кузнецкого бассейна относится к опасным по газу и угольной пыли. Помимо влияния природных факторов, опасность ведения горных работ повышается с возрастанием темпов внедрения высокопроизводительной техники: уже свыше 30 очистных забоев в шахтах работают с производительностью более 1 млн т в год, и есть лавы с суточной нагрузкой значительно выше 10 тыс. т угля. При этом новая техника поставляется в забои без должного научного сопровождения и в большинстве случаев без учета горнотехнических условий. Увеличение протяженности выемочных полей и лав, значительно возросшие скорости подвигания очистных забоев привели к изменению физики геомеханических процессов ведения горных работ, росту объемов выделения метана и угольной пыли.
В рамках заключенных договоров сотрудниками ОАО «НЦ «ВостНИИ» были проведены исследования пылевой обстановки высокопроизводительного очистного забоя - лавы №5207 шахты «Котинская» ОАО «СУЭК-Кузбасс». Ниже приведены горно-геологические и горнотехнические параметры данного забоя.
Марочный состав углей - ДГ, направление использования - энергетические цели. По данным геологического отчета, зольность угля пластов по средним значениям изменяется от 4,6 до 7,7%, а с учетом засорения породой прослойков - от 5,8 до 19,3%.
Горнотехнические показатели выемочного участка лавы №5207
Длина лавы по падению, м Длина выемочного столба (участка) по простиранию, м Нагрузка на очистной забой, т/сут Порядок отработки лавы Способ выемки угля
Ширина захвата комбайна - подвигание очистного забоя за один цикл, м Зона первичного шага обрушения пород, м: непосредственной кровли основной кровли
Зона последующего шага обрушения пород, м: непосредственной кровли основной кровли Тип крепи
Схема работы комбайна Порядок выемки угля в забое
160 / 230
3700 23 000 Прямой Комбайновый
0,8
37,2
57.7
9,3
23.8
РБТ, поддерживающе-ограждающий
Односторонняя
Снизу - вверх
Цикл работ в лаве по выемке угля начинается с зарубки комбайна на новую стружку.
Зарубка комбайна на новую стружку производится у конвейерного штрека косым заездом в следующей последовательности.
При обратном ходе комбайна в районе секции №22 машинист комбайна осуществляет подъем нижнего шнека на максимальную высоту, верхний шнек находится при этом в нижнем положении, вынимая нижнюю пачку угля и зачищая комбайновую дорожку, комбайн зарубается на новую стружку.
После выхода комбайна на сопряжение с конвейерным штреком оба шнека опускаются, комбайн движется в сторону вентиляционного штрека (прямым ходом), нижним шнеком вынимая нижнюю пачку угля и зачищая комбайновую дорожку. В районе секции №14 машинист комбайна поднимает верхний шнек на высоту максимальной выемки, и в этом положении комбайн движется до секции №36, зарубаясь в массив угля, после чего машинист переключает ход комбайна вниз для дополнительной зачистки комбайновой дорожки для передвижки забойного конвейера в районе косого заезда на новую стружку. Зачистив комбайновую дорожку, комбайн возвращается в район секции №36 и выключается.
Производится передвижка конвейера в районе заезда на новую стружку, передвижка нижней приводной станции с перегружателем, передвижка секций крепи на сопряжении с конвейерным штреком.
Таким образом, комбайн принимает исходное положение по осуществлению выемочного цикла на всю длину лавы от конвейерного до вентиляционного штрека.
Комбайн включается, верхний шнек поднят на максимальную высоту выемки, нижний - на высоту верхнего уступа. В таком положении комбайн передвигается до вентиляционного штрека.
Вслед за движением комбайна с отставанием на 2-3 секции от верхнего шнека задвигаются секции механизированной крепи, забойный конвейер при этом не передвигается.
После выхода комбайна на сопряжение с вентиляционным штреком оба шнека опускаются на почву, и комбайн следует к конвейерному штреку, вынимая нижний уступ высотой 1,3 м и одновременно зачищая дорожку.
Вслед за движением комбайна производится передвижка лавного конвейера с отставанием на 5 - 17 секций рештачного става (с учетом возможной линии его изгиба).
При подходе комбайна к секции №22 цикл работ по выемке угля заканчивается.
Передвижка энергопоезда, сокращение балки монорельсовой дороги, сокращение става ленточного конвейера и пожарно-оросительного трубопровода производятся в ремонтную смену.
Паспортом принят четырехсменный режим работы очистного забоя, при этом в первую смену 3 ч перед началом выемки отводятся на техническое обслуживание оборудования, профилактические, ремонтные и вспомогательные работы.
Технологическая схема ведения очистных работ в лаве №5207 представлена на рисунке 1.
Замеры запыленности воздуха в лаве №5207 проводились приборами контроля запыленности воздуха ПКА-01. Замеры выполнялись при движении комбайна сверху вниз от вентиляционного к конвейерному штреку в точках, указанных в таблице 1 и обозначенных на рисунке 2 а, б, в.
Измерения концентрации пыли проводились в трех горизонтальных сечениях: 10-15 см от почвы, на уровне корпуса комбайна, в 10-15 см выше корпуса комбайна. В каждой точке проводилось не менее трех измерений. Результаты замеров сведены в таблицу 1 и представлены на рисунке 2 а, б, в.
вентиляционный штрек 5207
ТЕХНИКО - ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ
Основные показатели Единица измерения Значение показателя
1. Вынимаемая мощность пласта (средняя) м 4.3
2. Угол падения пласта град. 6-8
3. Крепость угля - сопротивление резанию кг/смг 190
4. 06 ъвиный вес угля т/м’ 1,33
5. Длина павы м 230
6. Ширина захвата м 0,8
7. Схема работы комбайна о дно сторонняя
В. Количество угля с цикла тн 1052
9. Количесето вынимаемых циклов в сутки шт. 17,5
10. Подвигание очистного забоя в сутки м 14.0
11. Суточная добыча из очистного забоя (средняя) тн 18350
12. Месячная добыча из очистного забоя тн 550500
Ось
2 коневОвра 4ППТ 1400-4/1
Конвейерный штрек 5207
Рисунок 1 - Технологическая схема очистных работ в лаве №5207
Таблица 1 - Результаты замеров запыленности воздуха в лаве №5207 шахты «Котинская»
Номер замера на рисунке 2 а, б, в Место измерения Высота Запыленность воздуха, мг/м3
1 Сопряжение верхнее 10-15 см от почвы 0 0 0
На уровне комбайна 0 0 0
10-15 см выше комбайна 0 0 0
2 10 м перед комбайном 10-15 см от почвы 0 0 0
На уровне комбайна 0 0 0
10-15 см выше комбайна 0 0 0
3 5 м перед комбайном 10-15 см от почвы 0 0 0
На уровне комбайна 2,4 1,9 3,8
10-15 см выше комбайна 5,2 6,1 4,3
4 1 м перед комбайном 10-15 см от почвы 0 1,8 0
На уровне комбайна 5,6 0 0
10-15 см выше комбайна 10,6 15,2 11,8
5 В зоне верхнего шнека 10-15 см от почвы 6,9 9,5 4,0
На уровне комбайна 8,6 6,7 7,3
10-15 см выше комбайна 13,5 19,4 15,3
6 В центральной части комбайна 10-15 см от почвы 12,6 14,1 13,0
На уровне комбайна 48,1 36,4 42,6
10-15 см выше комбайна 60,8 56,5 51,7
7 В зоне нижнего шнека 10-15 см от почвы 38,1 47,2 30,8
На уровне комбайна 79,2 73,8 84,5
10-15 см выше комбайна 86,4 80,5 87,3
8 На месте машиниста комбайна 10-15 см от почвы 27,6 30,5 23,8
На уровне комбайна 74,3 77,6 70,2
10-15 см выше комбайна 84,3 85,1 90,0
9 1 м за комбайном 10-15 см от почвы 90,5 82,8 93,7
На уровне комбайна 107,6 113,2 115,4
10-15 см выше комбайна 123,8 130,4 119,8
10 5 м за комбайном 10-15 см от почвы 89,4 80,5 84,1
На уровне комбайна 96,5 100,2 93,8
10-15 см выше комбайна 143,6 130,6 137,0
11 10 м за комбайном 10-15 см от почвы 96,2 87,6 93,8
На уровне комбайна 129,5 134,0 130,8
10-15 см выше комбайна 146,2 138,6 140,7
12 15 м за комбайном 10-15 см от почвы 98,5 93,1 82,0
На уровне комбайна 130,6 130,7 129,6
10-15 см выше комбайна 140,3 148,0 145,2
13 Сопряжение нижнее 10-15 см от почвы 60,6 58,5 62,9
На уровне комбайна 73,2 70,9 64,2
10-15 см выше комбайна 69,1 62,8 73,2
14 В зоне машиниста крепи 10-15 см от почвы 29,6 38,7 42,6
На уровне комбайна 36,9 15,3 47,3
10-15 см выше комбайна 30,8 71,6 52,7
Загыленносль мг/м3
а
Место измерения
б
Места замеров
в
Места замеров
а - в 10-15 см от почвы; б - на уровне комбайна; в - в 10-15 см выше комбайна Рисунок 2 - Запыленность воздуха по лаве №5207 шахты «Котинская»
Результаты исследований, приведенные в таблице 1 и на рисунке 2 а, б, в, показывают, что максимальная запыленность воздуха наблюдалась в точках замера 9, 10, 11, 12, что соответствует местам измерения в 1, 5, 10 и 15 м за комбайном, в 10-15 см выше комбайна и в зоне корпуса комбайна.
В результате проведенного обследования установлено, что безопасное ведение горных работ по пылевому фактору в высокопроизводительном забое возможно при условии соблюдения дополнительных мероприятий:
- обеспечения давления воды в системе взрывозащитного орошения комбайна БЬ500 не менее 2,5 МПа при расходе воды не менее 2,5 л/мин на резец, в том числе с удельным расходом жидкости не менее 30 л/т;
- применения добавки смачивателя для повышения эффективности систем орошения;
- обеспечения давления воды на оросителях лабиринтно-тканевой завесы (ЛТЗ) не менее 1,5 МПа;
- осуществления ежесменного контроля оросительной системы комбайна;
- осуществления приборного контроля пылевзрывобезопасности горных выработок;
- ежемесячного контроля интенсивности пылеотложения.
DUST SITUATION FORMING AT THE HIGH OUTPUT COAL EXTRACTION FACE
D.V. Botvenko, S.I. Goloskokov,
A.A. Anissimov, A.S. Podobrazhin
Analyses of dust content in the air of high output coal extraction face - longwall No. 5207 at «Kotinskaya mine», OAO «SUEK-Kuzbass» -is given.
Key words: HIGH OUTPUT COAL EXTRACTION FACE, MINE TECHNICAL PARAMETERS, AIR DUST CONTAMINATION MEASUREMENT, RESEARCH RESULTS
Ботвенко Денис Вячеславович тел. (3842) 64-29-35 Голоскоков Сергей Иванович тел. (3842) 64-29-35 Анисимов Антон Анатольевич тел. (3842) 64-29-35 Подображин Александр Сергеевич тел. (3842) 64-29-35
