CC BY
14
УДК 622.273:658.511.3 © В.В. Козлов, В.В. Агафонов, 2017
Исследование факторов, влияющих на время непрерывного использования механизированных комплексов
DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2017-3-22-23
КОЗЛОВ Валерий Владимирович
Канд. техн. наук, доцент, Горный институт НИТУ «МИСиС», 119049, г. Москва, Россия, e-mail: kozmaster@rambler.ru
АГАФОНОВ Валерий Владимирович
Доктор техн. наук, профессор, Горный институт НИТУ «МИСиС», 119049, г. Москва, Россия, e-mail: msmu-prpm@yandex.ru
В результате расчетов на определенных этапах функционирования установлено сокращение времени производительной работы комплекса. Применение технологических схем с разворотом механизированных комплексов позволяет повысить коэффициент их непрерывного использования на 10-20%. При оценке экономической эффективности реализации этих схем необходимо учитывать, что при развороте комплекса время отработки одинаковых по величине запасов сокращается на 10-20%.
Ключевые слова: механизированный комплекс, технологические схемы, коэффициент непрерывного действия, выемочные столбы.
Анализ показывает, что время использования механизированных комплексов за весь период отработки всего выемочного столба сокращается за счет периода нахождения комплекса в так называемых «состояниях», продолжительность которых различна. Можно выделить следующие основные состояния (см. рисунок): доставка комплекса к месту монтажа, монтаж, ожидание окончания других работ на участке, развитие добычи в выемочном столбе, относительно стабильная работа комплекса (^ _ 5), затухание добычи при доработке выемочного столба (^ _ 6), ожидание монтажа (^ _ 7), демонтаж (^ _ 8). Выдача комплекса совмещается с работами по демонтажу. Отдельные из перечисленных «состояний» могут отсутствовать.
Есть «состояния», которые являются неизбежными при любых обстоятельствах, например, монтаж и демонтаж комплекса, периоды работы развития, относительно стабильной работы и свертывания добычи. Продолжительность этих «состояний» при прочих равных условиях зависит от типа комплекса, длины лавы и выемочного столба и колеблется для различных бассейнов, шахт и отдельных пластов в довольно широких пределах [1].
Установлено, что средние сроки монтажа и демонтажа отечественных механизированных комплексов превышают отраслевые нормативы, это равносильно бездействию в течение года определенного количества комплексов при ориентировочных потерях добычи 2 млн т угля. Смонтированные комплексы дополнительно простаивают, ожидая окончания работ по монтажу транспортного и другого оборудования участка. Вследствие этого на шахтах Кузбасса забои комплексно-механизированных лав в среднем простаивают до 10 су т.
После отработки выемочного столба комплексы в ряде случаев простаивают, ожидая демонтажа, что также снижает коэффициент их использования. Кроме того, длительное ожидание начала демонтажа оборудования приводит к резкому увеличению трудоемкости этих работ, а иногда и к невозможности извлечения отдельных секций крепи. В результате средние затраты времени по отрасли на монтаж оборудования комплексно-механизированного участка превышают нормативные в два раза, а на демонтаж - в два-четыре раза.
Факт наличия периодов развития и свертывания добычи при отработке выемочного столба установлен многими исследователями. Продолжительность периода развития составляет от 15 до 30 дней, при этом добыча составляет 75-80% от нагрузки в стабильный период. Затухание добычи происходит в течение 5-8 дней с тем же примерно уровнем ее снижения, что и при развитии. Проведенные на шахтах статистические исследования также свидетельствуют о значительных затратах времени перечисленных выше «состояний»: t0 - 1 , t1-2 , ..., t7 - 8 .
Статистические данные показывают, что фактический коэффициент использования комплексов составляет 0,6-0,7, при относительно стабильной работе и прочих равных условиях напрямую зависит от длины столба. Расчетами установлено сокращение времени производительной работы комплекса.
Та кже а ктуал ьным я вляется решение по разра ботке технологических схем разворота комплексов на 180° с целью их перевода в смежный выемочный столб и уменьшения объема монтажно-демонтажных работ, увеличения коэффициента непрерывного использования забойного и транспортного оборудования.
В результате обобщенного опыта по развороту механизированных комплексов на шахтах РФ и за рубежом выемочное поле условно можно рассматривать как один выемочный столб, но с длиной, уменьшенной на суммарную длину двух лав. «Состояния» комплекса на участке после позиции 5 (см.рисунок) в конце отработки первого столба
е,т/сут 3000
2000
1000
12
е,т/сут
3000
:ооо
1000
I 2 3
и до позиции 3 в начале отработки второго столба исключаются, но вместо них появляется новое «состояние» - разворот механизированного комплекса. Нагрузка на комплекс при развороте снижается на 13-15% меньше, чем на прямолинейном участке при его стабильной работе [2].
Сравнительный анализ отработки коротких столбов (400500 м) показал увеличение коэффициента непрерывного использования забойного оборудования на 20% при развороте комплекса. При этом время отработки запасов уменьшается на 23%, по причинам сокращения в два раза числа перемонтажей, периодов развития и затухания добычи.
При увеличении длины выемочного поля коэффициент непрерывности использования комплекса растет, стабилизируясь при длине в 1000 м и более на уровне 0,9-0,93. Однако разница в их величинах (по сравнению с отработкой столбов без разворота) сокращается до 0,08, то есть только на 9,7% (вместо 20%), а время отработки запасов сокращается на 76 сут., или на 10,3%.
Из вышеизложенного может быть сделан следующий основополагающий вывод. Выявлено, что в процессе отработки выемочных столбов могут быть выделены следующие состояния в работе комплексов: доставка комплекса к месту монтажа, монтаж, ожидание окончания других работ на участке, развитие добычи в выемочном столбе, стабильная работа, затухание добычи при доработке выемочного столба, ожидание демонтажа, демонтаж. Доказано, что отдельные из этих состояний могут быть исключены при внедрении технологии отработки
456
7 О
i 6
t, сут
/yvV
m i
щ 1
Q - средняя нагрузка на лаву, т/сут t - время отработки столбов, сутки
t, сут
График зависимости нагрузки на лаву от времени отработки столбов: 0-1 - монтаж комплекса; 1-2 - ожидание окончания подготовки участка; 2-3 - освоение комплекса (развитие добычи); 3-4 - стабильный период работы; 4-5 - затухание добычи; 5-6 - ожидание демонтажа комплекса; 6-7 - демонтаж; 7-0 - перебазирование комплекса в смежный столб; 4-3' - разворот комплекса на 180°
выемочных полей с разворотом комплексов. В этом случае при отработке коротких столбов, длиной 400-500 м, коэффициент непрерывного использования увеличивается с 0,79 до 0,86, т.е. на 20%, а время отработки запасов сокращается на 20-25%. Наибольшая эффективность использования комплексов, предусматривающих работу с разворотом, достигается при отработке столбов длиной 400-500 м.
Список литературы
1. Козлов В.В. Каталог технологических схем разворота механизированного комплекса: Монография. М.: МГГУ, 2011. 190 с.
2. Козлов В.В. Методология обоснования принципов формализации горно-технологических задач: Монография. М.: МГГУ, 2010. 240 с.
underground mining
UDC 622.273:658.511.3 © V.V. Kozlov, V.V. Agofonov, 2017
ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333 (Online) • Ugol' - Russian Coal Journal, 2017, № 3, pp. 22-23 Title
investigation of aspects, affecting the duration of mechanized complexes continuous use
Doi: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2017-3-22-23 Authors
Kozlov V.V.1, Agofonov V.V.1
1 National University of Science and Technology "MISIS" (NUST "MISIS"), Moscow, 119049, Russian Federation
Authors' Information
Kozlov V.V., PhD (Engineering), Associate Professor Mining Institute, e-mail: kozmaster@rambler.ru
Agofonov V.V., Doctor of Engineering Sciences, Professor, Mining Institute, tel.: +7 (495) 236-94-66, e-mail: msmu-prpm@yandex.ru
Abstract
Calculation results, obtained in specific operational stages, demonstrate reduction of complex efficient performance period. Process practices with mechanized complexes turning enable continuous operation coefficient increase by 10-20%. The assessment of such practices cost saving effect shall account for 10 - 20% time saving, achieved as a result of complex turning during identical reserves mining.
Keywords
Mechanized complex, Process practices, Continuous performance coefficient, Extraction pillars.
References
1. Kozlov V.V. Katalog tekhnologicheskih skhem razvorota mekhanizirovannogo kompleksa [Catalogue of mechanized complex turn schemes]. Monograph. Moscow, MSMU Publ., 2011, 190 p.
2. Kozlov V.V. Metodologiya obosnovaniya printsipov formalizatsii gorno-tekhnologicheskih zadach [Methodology for mining - technological tasks formalization concepts substantiation]. Monograph. Moscow, MSMU Publ., 2010, 240 p.
