CC BY
61
УДК 622.271.4
Е.В. Курехин, А.С. Ташкинов
ПРИМЕНЕНИЕ ЦИКЛИЧНО-ПОТОЧНОЙ ТЕХНОЛОГИИ НА УГОЛЬНЫХ РАЗРЕЗАХ КУЗБАССА
Переход на циклично-поточную технологию (ЦПТ) разработки с применением комбинированного автомобильно-конвейерного транспорта -одно из прогрессивных направлений в горнодобывающих отраслях промышленности. При внедрении технологических схем с перегрузочным пунктом, оборудованным дробильно-грохотильными установками, применение которых считается перспективным при открытой угледобыче, возникает необходимость в определении области эффективного использования новых экскаваторно-
автомобильных комплексов.
На выемочно-погрузочных работах и транспортировании вскрышных пород до перегрузочного пункта (IIII) заняты экскаваторы-мехлопаты с вместимостью ковша Е=5-20 м3 и автосамосвалы грузоподъемностью 80-200 т при их рациональных сочетаниях.
При заданных горно-геологических, технических и технологических условиях разработки эффективность работы экскаваторно-автомобильных комплексов определяется, главным образом, качеством взрывной подготовки пород и дальностью их транспортирования автотранспортом до пере-
Таблица 1.Структура экскаваторноавтомобильного комплекса
Комплекс Экска- ватор Автосамосвал
Марка автосамо- свала Грузоподъёмность, т
1 ЭКГ-5 БелАЗ-7549 80
2 ЭКГ-10 БелАЗ-7513 130
3 ЭКГ-15 БелАЗ-75214 180
4 ЭКГ-20 БелАЗ-7530 200
Таблица 2.Рациональный удельный расход взрывчатого вещества, кг/м3
Вместимость ковша, м3 Категория пород по блочности
II III IV
5 0,38-0,48 0,5-0,63 0,63-0,8
10 0,33-0,41 0,43-0,55 0,54-0,69
15 0,29-0,37 0,39-0,50 0,49-0,62
20 0,28-0,35 0,37-0,47 0,46-0,58
грузочного пункта.
При этом, если рациональные параметры БВР должны обеспечить наименьшие затраты на разработку вскрыши - главное условие для обоснования допустимых размеров затрат на буровзрывные работы.
Главный параметр транспорта первого звена -дальность транспортирования обосновывается из
условия при котором стоимость перемещения 1 м3 вскрыши автосамосвалами не превышает стоимости ленточным конвейером.
Данное условие определяет зону эффективного использования экскаваторно-автомобильных комплексов (табл.1).
Управляя им на основе интенсификации взрывного дробления пород, изменения технических и технологических решений, можно регулировать параметры зоны (удалённость забоев экскаваторов от перегрузочного пункта) эффективного использования экскаваторно-автомобильных комплексов (ЭАК).
Результаты исследований, выполненных по обоснованию оптимальных (рациональных) параметров БВР при разработке пород по ЦПТ для угольных разрезов Кузбасса, позволяют сделать следующие выводы.
1. Поточное звено, в состав которого входят дробильно-перегрузочные агрегаты (ДПА) на базе двухвалковой шнеково-зубчатой дробилки типа MMD 706 совместного производства Англии и Германии, система наклонных, магистрального и отвального конвейеров, при дальности транспортирования до 2 км, и отвалообразователь типа ARS 1600/(35+45)* 17,5 при годовом фонде рабочего времени в 5000 ч и транспортировании мелкокусковых фракций вскрышных пород размером 0-300 мм с выходом фракций до 350 мм в объеме не более 5-6 % в состоянии обеспечить годовую производительность в размере 11-11,7 млн.м3.
2. На выемочно-погрузочных работах и транспортировании вскрышных пород до перегрузочного пункта (цикличное звено) рассмотрены экска-ваторы-мехлопаты с вместимостью ковша от 5 до 20 м3 и автосамосвалы грузоподъемностью 80-200 т при их рациональных сочетаниях.
Анализ показал, что при заданных горногеологических, технических и технологических условиях разработки эффективность работы экскаваторно-автомобильных комплексов определяется, главным образом, качеством взрывной подготовки пород и дальностью их транспортирования автотранспортом до ПП.
3. При разработке скальных и полускальных пород параметры и показатели производственных процессов в значительной степени определяются качеством их взрывной подготовки. Наиболее мощным рычагом управления качеством подготовки пород в условиях производства является удельный расход ВВ, рациональные значения которого обоснованы (табл. 2) применительно к конкретному сочетанию бурового и выемочно-
30
Е.В. Курехин, А.С. Ташкинов
погрузочного оборудования. Последнее позволяет давать оценку гранулометрических характеристик технологических потоков вскрышных пород и прогнозировать объемы механического дробления.
4. Расчёта определили зону эффективного использования экскаваторно-автомобильных комплексов:
Комплекс 1.
При разработке пород П-1У категории блочно-сти зона эффективного применения автотранспорта в качестве транспорта сохраняется, если даль-
ность транспортирования не превышает 1 км.
Комплекс 2.
При разработке пород П-1У категории блочно-сти зона эффективного применения автотранспорта в качестве транспорта при дальности транспортирования до 1,7 км.
Комплекс 3 и 4.
При разработке пород П-1У категории блочно-сти зона эффективного применения автотранспорта в качестве транспорта может достигать дальности транспортирования до 2,4 км.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. В.И.Кузнецов, А.С.Ташкинов, А.В.Бирюков, В.М.Мазаев. Повышение эффективности взрывных работ на разрезах Кузбасса, Кемеровское книжное издательство, 1989. 168 с.
2. Правила безопасности при разработке угольных месторождений открытым способом (ПБ 05-61903). Серия 05. Выпуск 3/Колл. авт. - М.: Федеральное государственное унитарное предприятие «Научнотехнический центр по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России», 2004. - 144 с.
□ Авторы статьи:
Курехин Евгений Владимирович
- канд. техн. наук, доц. каф.РМПИ
ОС
Ташкинов Александр Сергеевич
- докт. техн. наук, проф. каф. РМПИ
ОС
УДК 622.285
В.В. Аксенов, Е.В. Резанова
РАЗРАБОТКА ТРЕБОВАНИИ К ЭЛЕМЕНТАМ ПРОТИВОВРАЩЕНИЯ
ГЕОХОДОВ
При движении геоходов в подземном пространстве реализуется принципиально новая идея использования окружающего массива горных пород - включение геосреды в процесс движения проходческого оборудования.
Приконтурный массив пород используется как
опорный элемент для восприятия силовых нагрузок, возникающих при движении твердого тела в геосреде, т.е. при выполнении основных технологических операций по проведению горных выработок: разрушение горных пород, перемещение проходческой системы и крепления образовавше-
Рис.1. Геоход ЭЛАНГ-3 1 - элементы противовращения
Рис.2. Геоход ЭЛАНГ—
1 - элементы противовращения
гося пространства выработки [1].
Одним из основных функциональных элементов, напрямую определяющих работоспособность геоходов, являются элементы противовращения.
Идея вовлечения геосреды в процесс движения геохода предполагает, что все функциональ-
ные элементы геохода должны работать активно. Использование приконтурного массива горных пород в качестве опорного элемента вызывает необходимость размещения элементов противо-вращения на внешней поверхности геохода, т. е. за контуром проводимой выработки.
Таблица . Особенности элементов противовращения геоходов ЭЛАНГ-3 и ЭЛАНГ-4
№ Наименование особенности ЭЛАНГ-3 ЭЛАНГ-4
Конструктивные особенности
1 Геометрическая форма Секторы, изогнутые нод значительным углом Пластины - плоскости параллельны образующим цилиндрической оболочки хвостовой секции
2 Крепление элементов противовращения к корпусу агрегата Шарнирное -требует установки гидродомкратов Жесткое сварное соединение
3 Минимизация массово-габаритных характеристик Не учтена Не учтена
Технические особенности
4 Влияние усилий гидроцилиндров механизма поворота головной секции Основное влияние Основное влияние
5 Влияние усилий сопротивления массива осевому перемещению элементов противовраще-ния - Оказывают влияние
6 Влияние усилий сопротивления массива тангенциальному перемещению элементов про-тивовращения Оказывают влияние -
7 Наличие реакции породы на элементы противовращения Периодическая Периодическая Постоянная
8 Влияние неравномерного распределения нагрузки за счет уменьшения площади контакта элемента противовращения с породой (разрушение устья продольной разгрузочной щели) Оказывает влияние Оказывает влияние
9 Цикличность изменения удельной нагрузки Цикличная Циклическая Постоянная
10 Возможность постоянного перераспределения реактивных усилий на массив элементом про-тивовращения Невозможно Возможно
11 Учет напряжений, возникающих в элементах противовращения при работе геохода Не учтены Не учтены
12 Учет напряжений в соединениях, применяемых для крепления элементов противовраще-ния к корпусу геохода Не учтены Не учтены
Технологические особенности
13 Периодичность цикла работы элементов противовращения Периодическое вдавливание Периодическое Непрерывное
14 Нарезание продольных каналов за контуром выработки Не осуществляется Осуществляется вручную
15 Возможность работы под любым углом наклона выработки Возможно Возможно
16 Возможность маневрирования геоходом при помощи элементов противовращения Невозможно Невозможно
17 Наличие исполнительных органов, нарезающих продольные каналы за контуром выработки Отсутствуют Отсутствуют
18 Наличие устройств уборки отделенной горной массы при нарезании продольных каналов Отсутствуют Отсутствуют
19 Учет возможности последующей установки крепи Не учтена Не учтена
20 Возможность ремонта и замены элементов противовращения или их составных частей в период работы Возможно Затруднено
32
В.В. Аксенов, Е.В. Резанова
Отсутствие требований к элементам противо-вращения, обоснованных конструктивных решений, методик расчета конструктивных, силовых и прочностных параметров элементов противовра-щения, адаптивных к различным горногеологическим условиям, сдерживают создание новых образцов геоходов.
Элемент противовращения - это элемент конструкции геохода, предназначенный для предотвращения проворота хвостовой секции, восприятия и перераспределения на окружающий массив реактивного момента от действия силового оборудования (гидроцилиндров перемещения).
Впервые элементы противовращения были применены в геоходах ЭЛАНГ-3 и ЭЛАНГ-4. Элементы противовращения геохода ЭЛАНГ-3 представлены на рис. 1.
Шахтные испытания геохода ЭЛАНГ-3 показали, что площадь и форма элементов противовращения недостаточна для надежного удержания секций от реактивного проворота при разработке забоя.
В геоходе ЭЛАНГ-4 была предложена иная конструкция элементов противовращения - в виде стрингеров (рис. 2).
Элементы противовращения геоходов ЭЛАНГ-3 и ЭЛАНГ-4 отличаются принципом работы. Некоторые конструктивные, технические и технологические особенности представлены в таблице.
Выделение особенностей элементов противо-вращения и сопоставление с ними существующих технических решений геоходов ЭЛАНГ-3 и ЭЛАНГ-4 показывают, что недостаточное внимание уделено вопросам минимизации массовогабаритных характеристик, прочности элементов противовращения, обеспечения возможности нарезания продольных каналов за контуром выработки для последующей установки постоянной крепи, а также возможности маневрирования геоходом при помощи элементов противовращения.
Учитывая конструктивные, технические и технологические особенности, а также накопленный опыт разработки функциональных устройств
геоходов [1, 2], нами сформулированы требования к элементам противовращения.
Элементы противовращения должны:
- предотвращать возможность проворота хвостовой секции геохода;
- воспринимать нагрузку от силового оборудования;
- перераспределять нагрузку на окружающий массив горных пород;
- иметь возможность работы в непрерывном режиме;
- обеспечивать возможность изменения направления движения геохода по трассе выработки и возможность реверсирования;
- нарезать продольные каналы за контуром выработки;
- оказывать минимальное сопротивление поступательному движению геохода;
- иметь минимальные из условия прочности массово-габаритные характеристики.
Кроме того:
- должна быть обеспечена уборка отделенной горной массы из нарезанных продольных каналов;
- должна быть обеспечена погрузка отделенной горной массы из продольных каналов в средство транспортирования;
- конструкция и характер крепления элемента противовращения к хвостовой секции должны обеспечивать возможность установки элементов постоянной крепи;
- прочность элементов крепления функциональных устройств элементов противовращения к хвостовой секции должна быть достаточной с учетом действующих нагрузок;
- должна быть обеспечена возможность ремонта и замены функциональных устройств элементов противовращения.
Разработанные требования к элементам противовращения являются основой при создании новых образцов геоходов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Винтоповоротные проходческие агрегаты / А.Ф. Эллер, В.Ф. Горбунов, В.В. Аксенов. - Новосибирск: ВО «Наука». Сибирская издательская фирма, 1992. - 192 с.
2. Аксенов В.В. Геовинчестерная технология проведения горных выработок. - Кемерово: Институт угля и углехимии СО РАН, 2004. - 264 с., ил.
□ Авторы статьи:
Аксенов Резанова
Владимир Валерьевич Елена Викторовна
- докт. техн. наук, ведущий - ст. преп. каф. прикладной
научный сотрудник механики
ИУУ СО РАН
