Определение производительности уборки горной массы при проведении горизонтальных горноразведочных выработок Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

© В.Г. Крец, H.A. Антропова, 2012

В.Г. Крец, Н.А. Антропова

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ УБОРКИ ГОРНОЙ МАССЫ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ ГОРНОРАЗВЕДОЧНЫХ ВЫРАБОТОК

Предлагается уточненная формула расчёта производительности погрузочных ковшовых машин, учитывающая подготовительно-заключительные операции, а также объём и расположение породы после взрыва. Ключевые слова: уборка горной массы, погрузочная машина, объём породы, производительность.

В опросами определения производительности уборки занимался ряд авторов и было предложено значительное число формул [1—6 и др]. В большинстве случаев формулы справедливы для определённых условий, большое внимание уделяется выбору (преимущественно) ковшовых машин. Вопросы эффективности работы погрузочных средств в призабойной части исследованы недостаточно.

При проведении выработок небольших сечений эксплуатационная производительность погрузочных машин периодического действия с ковшовым рабочим органом с учётом обмена и откатки вагонеток может быть определена с большой точностью по формуле [1].

Рэ =--, м3/ч, (1)

^ як • Кн • Кт • Кф Iх + 100 Г + 'СР + пв

где Рэ — эксплуатационная производительность погрузочной машины, м3/ч; дв — емкость вагонетки, м3; цК — емкость ковша, м3; 1:ц — продолжительность цикла черпания, с; Кн — коэффициент наполнения ковша; Кт — коэффициент трудоёмкости погрузки; Кф — коэффициент формы ковша; т — время на техническое обслуживание машины, наращивание пути и прочие простои (т =5—10 %); 1 — расстояние между пунктами погрузки и обмена вагонеток, м; Уср.0 — средняя скорость откатки вагонов при их обмене, м/с; 1ср — время на сцепку и

расцепку вагонов при их обмене, с; лв — число вагонеток в составе поезда; 1зс — продолжительность замены состава, с.

При определенных условиях коэффициенты Кт и Кф могут быть равны единице или отражены в коэффициенте наполнения ковша. На основании значительного количества наблюдений за процессом уборки и изучения литературы [3,4], считаем целесообразным в формуле 1 выделить время 1:м на маневры вагонеток в пункте обмена, не учитывая его в Уср.о, ввести время подготовительно-заключительных операций 1ПЗР и коэффициент, учитывающий объём и расположение породы после взрыва КП. В результате несложных преобразований формулу можно представить в виде

рэ =-;-7-ч---:-:-:-Г"' м3/ч (2)

гц ¡1 + 21 + + 1сР + тпю +_ тзс

ЯкКнКтКп у 100) ^ср.оЯв Я в Яв Яв лвЯв

где як • кИ"Кт • Кп +100) = а •К™ - удельные затраты времени собственно на погрузку с учетом времени

КТех = 1 + на техническое обслуживание машины, наращи-

100

вание пути и др., мин/м3; 21-= Р1 — удельные затраты

*ср.о • Яв

времени откатки вагонеток при замене, мин/м3; = Р2 -

Яв

удельные затраты времени на маневры на пункте разминовки,

^ср Яв

мин/м3; = Рз - удельные затраты времени на сцепку и рас-

цепку вагонов при их замене, мин/м3; ^пэо = р 4 - удельные за-

Яв

траты на подготовительно-заключительные операции, связанные с обменом вагонеток и их откаткой, мин/м3; ——— = у -

лв • Я в

удельные затраты времени на замену составов, мин/м3.

Рэ - 0 60 0 0 , м3/ч. (3)

Т = У 1хТЕХ т г; у (4)

После преобразования уравнение примет вид: 60

а-КтЕХ +в 1 +в 2 + Рз +в 4 +1

Тогда фактическое время уборки породы Ту при объёме отбитой горной массы V, м3 можно определить из выражения:

V (а-КтЕХ +Р1_+Р2 + Рз +в 4 +7) 60

По формуле 3 производительность уборки может быть рассчитана практически для большинства вариантов погрузки машинами периодического действия при проходке выработок небольших сечений. Анализ литературных источников и наблюдений авторов за скоростными и рядовыми проходками в геологоразведочных партиях и экспедициях, а также наблюдений проходок на рудниках Красноярского края показывает, что удельные затраты времени на отдельные операции уборки колеблются в широких пределах даже при одинаковом наборе оборудования [7,8,9].

Откатка груженных вагонеток на отвал может быть организована по-разному. Рациональным является совмещение откатки груженной породы на отвал или к стволу шахты с процессами погрузки и обмена вагонеток. В других случаях при большой длине откатки составы с нагруженной породой сосредотачиваются на ближайших (аккумулирующих) разминовках, затем откатываются во время проведения других операций (подготовительные работы к бурению, бурение и т.д.).

Удельные затраты времени на замену составов у по величине приближенно равны удельным затратам времени на погрузку и определяются по формуле

2Ь .

/ V + тм

у = -^ = -Vй-, мин/м3, (5)

пв • яв 60 • пв • яв

где Ь — расстояние от пункта обмена вагонов до ствола шахты или устья штольни, м; Vэл — средняя скорость движения электровоза с груженным и порожним составом, м/с; Vэл =(0,6 - 0,8)- VMAКC ;

VMAКC — максимальная скорость электровоза, м/с; /м — продолжительность маневров при замене груженого состава на порожний (/м = 80 -120 с) или разгрузке состава.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Тихонов Н.в. Погрузочные машины на металлических рудниках. — М.: Металлургиздат, 1955. — 248 с.

2. Покровский П.М. Сооружение и реконструкция горных выработок. Ч 1 — М.: Госгортехиздат, 1962. — 380 с.

3. Скоба Н.Д., Положенко в.Г. Скоростное проведение горизонтальных выработок в крепких породах. — М.: Госгортехиздат, 1962. — 144 с.

4. Лыхин П. А. Механизация и организация проведения горизонтальных горных выработок. — М.: «Недра», 1963. — 192 с.

5. Абрамсон Х.И. Кальницкий Я.Б. Подземная механизированная погрузка. — М.: «Недра», 1964. — 135 с.

6. Оника Д.Г. Проведение горных выработок. — М.: «Недра», 1969. — 480 с.

7. Проведение горизонтальных горноразведочных выработок скоростным методом: Справочное пособие / В.Г. Лукьянов. Л.Г. Грабчак, В.ф. Рогов и др. — М.: «Недра», 1989. — 324 с. : ил.

8. Лукьянов в.Г. Крец в.Г. Горные машины и проведение горных выработок: учебник. Томский политехнический университет. — Томск: Изд-во ТПУ, 2010.

9. Крец в.Г. Исследование технологии и оптимизация параметров уборки горной массы при проведении горизонтальных горноразведочных выработок: дис.... канд. техн. наук. Томск, 1979. — 205 с. ЕШ

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -

Крец В.Г. — кандидат технических наук, доцент, e-mail: krets@tpu.ru, Антропова H.A. — кандидат геолого-минералогических наук, e-mail: antropova@tpu.ru,

Национальный исследовательский Томский политехнический университет, Институт природнык ресурсов, кафедра транспорта и хранения нефти и газа.