CC BY
27
------------------------------- © С.О. Версилов, В.Н. Игнатов,
А.Р. Ефимов, 2007
УДК 622.273.3:614.8
С.О. Версилов, В.Н. Игнатов, А.Р. Ефимов
ПУТИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ОРГАНИЗАЦИОННЫХ СХЕМ ДЛЯ ОТРАБОТКИ РУДНЫХ ЗАЛЕЖЕЙ С ОБРУШЕНИЕМ
Широкое внедрение в горнорудное производство эффективных организационных схем для отработки рудных залежей с обрушением и выпуском руды под налегающими породами невозможно без создания эффективных выпускных устройств.
Создание таких механизмов - весьма актуальная проблема, над решением которой трудятся многие специалисты в области подземной добычи руд.
В настоящее время имеется немало забойных комплексов для интенсификации истечения горной массы и управления выпуском руды из обрушенных блоков. Например, в институте «НИИгормаш» разработана конструкция забойного питателя на шнековом ходу для торцового выпуска руды, обладающая достаточной мобильностью и высокой производительностью.
В институте «Унипромедь» в течение ряда лет велись исследования с целью создания передвижных искусственных оснований блоков для очистной выемки руды системами разработки с массовым обрушением. Последняя модель такого искусственного основания очистного блока - оградительная передвижная крепь ОПК-ЗУМ. Отличительная особенность крепи - передвижение по доставочной выработке путем отталкивания от обрушенных пород отработанного слоя.
В дальнейшем на основе механизма перемещения крепи был создан передвижной питатель для торцового выпуска руды.
Питатель представлял собой тяжелый забойный механизм, работающий в навале обрушенной горной массы и подающий руду к транспортному устройству. Возвратно-
поступательное движение рабочего органа при выпуске руды давало возможность сохранять горизонтальный контакт обрушенной руды с налегающими породами при её движении к выпускному отверстию. Это способствовало более полному отделению руды от породы, то есть снижало разубоживание. Небольшая высота питателя предохраняла забойный механизм от разрушения зарядами при скважинной отбойке.
Однако все ранее созданные выпускные устройства обладали существенным недостатком: значительной трудоемкостью монтажа и транспортировки узлов и деталей конструкции.
Практика показала, что на монтаж крепи ОПК-ЗУМ требуется 50-70, передвижного питателя для торцового выпуска 25-30 чел.смен.
Кроме того, из-за больших габаритов и массы деталей доставка крепи в отдаленные забои на некоторых рудниках оказалась практически невозможной.
Основная идея нового организационного решения - изготовление грузонесущих конструкций непосредственно в забое (в буро-доставочной выработке на месте отбойки первого рудного слоя после проходки в торцовом забое отрезного восстающего) с учетом реальных горнотехнических условий, что позволяет интенсифицировать выпуск руды за счет сокращения времени на подготовительно-заключительные операции.
Такой питатель состоит из рамы, армированной металлом в местах контакта с рабочим механизмом, представляющим собой металлическую опалубку с арматурой, заполненной бетоном, и гидроцилиндров, которые находятся в канале рамы (рисунок).
Порядок изготовления железобетонного передвижного питателя следующий:
- делается временная опалубка - рама, в ней размещается арматура, затем опалубка заполняется твердеющей смесью (бетоном) и создается канал для гидроцилиндров;
- на раме устанавливается металлическая опалубка рабочего органа, которая также заполняется твердеющей смесью;
- в канал рамы укладываются гидроцилиндры, их штоки соединяются с рабочим органом питателя, а корпус - с рамой;
- канал с гидроцилиндрами перекрывается металлическими перекрытиями, на рабочий орган навешивается перекрывающий козырек;
- монтируется металлическая опалубка защитного перекрытия, заливаемая твердеющей смесью.
8
Схема питателя для торцового выпуска обрушенной руды: 1 - рама; 2 - канал для размещения гидроцилиндров; 3 - гидроцилиндры; 4 -металлическое перекрытие с отверстием; 5, 6 - рабочий орган; 7 - перекрывающий козырек; 8 - перекрытие
После изготовления корпуса и монтажа гидросистемы привода гидроцилиндров железобетонный питатель выпускает руду так же, как его прототип, сделанный из металла. По окончании отработки запасов выемочной единицы (панели или подэтажа) демонтируется только гидрооборудование питателя.
Таким образом, предлагаемая организация работ позволяет изготавливать выпускное устройство в забое при любом сечении выработок днища очистного блока и осуществлять доставку материалов и оборудования для питателя в любую часть рудного поля.
Промышленные испытания нового выпускного устройства проводили на Урупском руднике при погашении надштре-кового целика блока 1149. Запасы руды в целике штрека скреперования № 4 отрабатывались по обычной торцовой
схеме в отступающем порядке. Металлические детали опалубки питателя и накладные элементы были изготовлены в ремонтном цехе рудника. Под землей питатель монтировали после проходки в конце штрека скреперования вертикального отрезного восстающего. На монтаж арматурных сеток корпуса, металлической опалубки, закладных элементов и заливку опалубки бетоном бригада из двух человек затратила 12 чел./смен.
Для легкого выхода питателя из навала обрушенной горной массы его корпус в плане выполнен в форме клина с более широкой частью.
Одновременно с монтажными работами осуществлялось обуривание рудного массива. Веера скважин обуривали буровым станком КБУ-50 через 1,5 м. Перед взрывом первых скважин над питателем мелкошпуровой отбойкой был образован рудный навал толщиной 1 м. В процессе испытаний питатель работал в двух режимах: перемещался по выработке и подавал руду под скреперный ковш.
Усилие перемещения питателя определяли путем пересчета показаний манометра маслостанции по формуле:
F =ц^^-п ,
где F - усилие перемещения питателя, кН; г - КПД, для данного типа гидроцилиндров ц = 0,95;^ - площадь поршня гидроцилиндра привода, м; d - давление масла в гидросистеме, МПа; п - число гидроцилиндров.
Максимальное усилие перемещения (160-190 т) было зафиксированно в первый момент выхода питателя из канала горной массы. В дальнейшем выпускное устройство перемещалось при 90-100 т.
Всего при погашении рудных запасов надшрекового целика на питатель было отбито 40 тысяч руды. Видимых разрушений железобетонного корпуса и защитного перекрытия не отмечены. Экономический эффект составил 5,5 млн. руб.
При внедрении новых методов организации работ с выпуском руды железобетонными передвижными питателями экономический эффект достигается за счет более быстрой отработки запасов; существенного снижения затрат на изготовление и доставку устройств для выпуска руды, а также за счет проходки транспортных выработок минимально возмож-
ного сечения (исключается транспортировка крупногабаритного оборудования для выпуска руды). Только в результате уменьшения объема породы проходческих работ себестоимость горноподготовительных работ снизится на 50-70 руб/т. Общий экономический эффект составит не менее 150 руб/т.
|— Коротко об авторах-------------------------------------------
Версилов С.О. - доктор технических наук, профессор кафедры БЖДиООС ЮРГТУ (НПИ),
Игнатов В.Н. - доктор технических наук, профессор, зав. кафедрой ОР МПИ ЮРГТУ (НПИ).
Ефимов А.Р. - аспирант кафедры ОР МПИ ЮРГТУ (НПИ).
