Влияние глубины шпуров на производительность погрузочной машины 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

ВЛИЯНИЕ ГЛУБИНЫ ШПУРОВ НА ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ПОГРУЗОЧНОЙ МАШИНЫ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ ГОРНОРАЗВЕДОЧНЫХ ВЫРАБОТОК

Рассмотрено влияние глубины шпуров при проходке горизонтальных горноразведочных выработок на производительность ковшовой погрузочной машины и определены оптимальные параметры.

Ключевые слова: глубина шпура, погрузочная машина, горная масса, производительность.

дельные затраты на погрузку представляют собой обратную величину технической производительности погрузочной машины Ртех:

tu 1

а = - -

а ■ К ■ К Р

чк 1хн 1хп г тех

В приведённой зависимости для одного типа машин постоянной является ёмкость ковша ак, продолжительность цикла черпания Ц, коэффициент наполнения ковша Кн и коэффициент, учитывающий объем и расположение породы после взрыва Кп, которые зависят от многих факторов: свойств горной массы, формы ковша, напорного усилия погрузочной машины, способа управления, квалификации машиниста и др.

Кп зависит в большей мере от глубины шпуров. С увеличением глубины шпуров от 1,5 до 2,5 м (по данным Э. О. Минде-ли) относительная трудоёмкость погрузки снижается на 20— 31 %. Характер зависимости затрат времени на погрузку с увеличением глубины шпуров по Лыхину П.Ё. аналогичен кривым Покровского Н.М. [1,2].

По данным [3] с учётом подготовительно-заключительных операций при увеличении глубины шпуров от 1 до 3 м производительность погрузки породы увеличивается на 14 %, а при увеличении глубины шпуров до 5 м — на 3 %.

Исследованиями, проведёнными Верчеба А. О., Поповым Л.И. и др. в выработках сечением 6,4 м в породах крепостью

УПНХ ЕНВ Министерства геологии СССР, выявлено, что при уходке выработки за цикл от 0,7 до 1,7 м и соответственном увеличении толщины развала породы в этих же пределах, производительность погрузочной машины возросла от 11 до 29 м3/ч. По мнению исследователей, характер зависимостей сохранится для других сечений. Уходка за цикл должна быть не менее 1,5 м. Увеличение производительности погрузочной машины авторы связывают, в основном, с увеличением коэффициента наполнения ковша за счёт увеличения его пути прохождения в слое горной породы при зачерпывании. Однако наши наблюдения (рис. 1) и данные [4] показывают, что высокая производительность погрузочной машины прерывного действия достигается в большом диапазоне коэффициента наполнения ковша. При увеличении высоты развала уменьшается также и время цикла черпания, и это существенно влияет на производительность погрузки.

Различные количественные оценки производительности погрузочных машин в зависимости от увеличения глубины шпуров и объёма отбиваемой породы можно объяснить неодинаковыми горнотехническими условиями исследований и методическим подходом.

Авторами исследовалось влияние глубины уходки за цикл на производительность уборки в Саянской ГРП Красноярского

Рис. 1. Зависимость технической производительности Рт от уходки

1ух забоя

Таблица

Величина 0,9 1,1 1,1 1,2 1,3 1,35 1,4 1,6 1,6 1,7

уходки

¡ух, м

Средняя 0,8 0,9 1,1 1,1 1,1 1,15 1,27 1,4 1,5 1,6

величина

развала

Ьр, м

2,1

%

v

а.

и О

0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 Величинауходки /ух,м

Рис. 2. Зависимость средней высоты развала Ир от уходки ¡ух забоя

геологического управления [5,6]. Наблюдения проводились в выработках сечением 6,4 м2, крепость пород / = 8 ^ 10 , количество шпуров 15—17, взрывчатое вещество аммонит 6ЖВ, тип вруба — вертикально-клиновой, способ взрывания — огневой, КИШ — 0,8—0,95.

При увеличении длины шпуров (уходки за цикл) при прочих равных условиях (сечение выработки, схема расположения шпуров в забое, крепость пород, способы взрывания, удельный расход взрывчатых веществ и др.) увеличивается высота развала без существенного роста его длины [7]. В табл. приведены усредненные значения замеров уходки забоя за цикл и высоты развала (замерялось в трёх пунктах поперечного сечения выработки). Длина основного развала составила 4,5—5,5 м; общая

180 150 120

I 90

60 30 о

—1—^

*

4

10

ОС (п

ГО О.

I £

0 С

1 §

га £

1- с

™ ш

Г £

5С

т

0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 Величина уходки /уяг м

♦ Тп «Туб АРэ

1,8

Рис. 3. Зависимости эксплуатационной производительности Рэ, времени уборки Туб и времени чистой погрузки Тп от уходки 1ух забоя

длина развала равнялась 7,5—10 м. Объём оторванной породы за пределами основного развала был приближенно постоянным и составлял 3 вагонетки УВО-0,8 (2—2,5 м3).

По данным таблицы построен график зависимости средней высоты развала Ьр от уходки за цикл (рис. 2). Из графика видно, что при увеличении уходки за цикл прямо пропорционально увеличивается высота развала отбиваемой породы.

На рис. 3 показаны зависимости эксплуатационной производительности, времени чистой погрузки и всей уборки и объёма оторванной породы от глубины шпуров [7]. Из графиков видно, что техническая и эксплуатационная производительность растёт интенсивно до глубины уходки за цикл 1,4 м; с увеличением глубины уходки с 1,0 до 1,6 м Рт и Рэ увеличиваются соответственно на 15 % и 11 %. Таким образом, для создания условий максимальной производительности погрузочных машин в исследованных условиях высота развала горной массы должна быть не менее 1,4 м. Для расчётов в формуле 1 приближенно можно принимать следующие значения КП при высоте развала горной массы Ьр.

Ър > 1,3, Кп = 1,3; Ър = 1, Кп = 1,15; Ър < 0,7, Кп = 1,0.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Покровский П.М. Проведение горных выработок. — М.: Углетехиз-дат, 1954. — 832 с.

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

2. Нифонтов Б.И. Скоростное проведение горизонтальных горных выработок. — М.: Госгортехиздат, 1962. — 284с.

3. Максимчук А. А., Сорин М.С. Определение рационального коэффициента заполнения ковша при погрузке горной массы машиной ППН-3 // Горный журнал, 1974. — № 12, с. 33—34.

4. Лукьянов В.Г., Панкратов A.B., Шмурыгин Б.А. Технология проведения горноразведочных выработок: учебник для вузов. — Томск: Изд-во Том. ун-та, 2011. — 548 с.

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

6. Верчеба А.О., Попов Л.И. и др. Влияние параметров развала породы на производительность погрузочной машины // Изв. ВУЗов. Геология и разведка, 1973. — №1. — С. 149—151. ШШ

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.