Процессы очистных работ

Рассчитанное  по приведенному выше выражению расстояние между осями стоек в ряду также  должно обеспечивать расстояние между  стойками в ряду () не менее 0,7 м. Не рекоммендуется также принимать значение b_M более 1,5 м.

Принимаем a = 1,2 м (1,5 подвигания забоя за цикл (0,8 м)), тогда b = 1,4 м.

 

Время крепления призабойного пространства

При выемке узкозахватным комбайном, работающим по односторонней схеме, в условиях пологого и наклонного падения крепление призабойного пространства стоечной крепью производится во время холостого перегона комбайна вслед за зачисткой лавы и передвижкой лавного конвейера.

Время крепления призабойного пространства (мин) металлическими стойками с деревянными верхняками на пологом и наклонном падении при комбайновой выемке рассчитывается по формуле

 

где     – продолжительность смены, мин;

 – длина лавы, м;

 – суммарная длина  ниш в лаве, м;

b – расстояние между осями стоек крепи в ряду, м

a – расстояние между осями рядов стоек в лаве, м

r – подвигание забоя за цикл, м;

К_кр – поправочный коэффициент к норме выработки на крепление призабойного пространства металлическими стойками с деревянными верхняками;

Н_кр - норма выработки на крепление призабойного пространства металлическими стойками с деревянными верхняками;

n_кр – количество рабочих очистного забоя, занятых на креплении призабойного пространства стоечной крепью.

 

Время крепления призабойного пространства на пологом и наклонном падении при комбайновой выемке не должно значительно отличаться от времени передвижки конвейера. Таким образом, время крепления принимаем равное времени передвижки конвейера 80 мин.

Трудозатраты на крепление призабойного пространства.

 

 

5. Управление  кровлей полным обрушением в лаве

Существуют  различные способы управления кровлей: полное обрушение, частичное обрушение, закладка, частичная закладка, поддержание  кровли на кострах. В нашем случае, при отсутствии особых условий и  охраняемых объектов на поверхности  более предпочтительным является управление кровлей полным обрушением. Обычно при полном обрушении применяют  специальную посадочную крепь.  В  качестве посадочной крепи применяем  специальную посадочную крепь «СПУТНИК».

Паспорт посадочной крепи.

Подсчитаем  нагрузку на 1м посадочного ряда по формуле:

, где

h_н– мощность пород непосредственной кровли;

g_н – объемный вес пород непосредственной кровли;

B – ширина призабойного пространства после посадки кровли, определяется по формуле:

_{, где} 

_{nр – количество рядов призабойной крепи после посадки кровли.}

  Подставив известные данные, получим:

Определим расстояние между стойками посадочной крепи по формуле:

, где

P – рабочее сопротивление стойки крепи посадочного ряда;

При применении гидравлической посадочной крепи «СПУТНИК» расстояние между  осями стоек может принимать  занчения только 0,9 и 1,8 м, поэтому окончательное расстояние между осями стоек принимаем ближайшее меньшее к расчетному, то есть 1,8 м.

Расчет времени посадки кровли при металлической посадочной крепи.

Рассчитаем  время посадки кровли. Посадка  кровли при углах наклона лавы более 15 градусов осуществляется без разделения на участки и посадка кровли осуществляется последовательно вдоль лавы в направлении снизу вверх.

Время посадки кровли при металлической  крепи призабойного пространства с деревянными верхняками.

_,где

 – длина посадочного ряда  в лаве  =210 м;

- поправочный коэффициент к  норме выработки  =1;

- норма выработки на удаление  стоек  = 253 стоек;

- количество рабочих очистного забоя, занятых на посадке кровли (количество рабочих равно 4);

- поправочный коэффициент к норме выработки =0,9 (при угле падения пласта более 15°);

- норма выработки на передвижку стоек =107 стоек;

Трудозатраты на посадку кровли за цикл.

 чел.см.

 

6. Крепление сопряжений

      Сопряжения крепятся только при  столбовых системах разработки  или при комбинированных, где  есть элементы столбовых. Крепь  сопряжения опережает лаву на 20-40 метров. Крепление сопряжений осуществляется с помощью индивидуальной металлической крепи 11Т25, с использованием 5 стоек и  деревянного прогона длинной 4 м. Длина прогона выбирается не более 6 м и кратной расстоянию между рамами  крепи подготовительных выработок равной 0,8 м.

В качестве крепи подготовительных выработок  выбираем трехзвенную металлическую  арочную крепь КМП-А3 из профиля  СВП-17, которая 3270 мм в ширину и 2800 мм в высоту.

Время крепления сопряжения.

,где

l_пр– длина одного прогона 4 м.

n_пр – число прогонов 1 ряд.

b_ст – расстояние между осями стоек крепи сопряжений 0,8 м.

K_скс – поправочный коэффициент к норме выработки 1.

Н_скс – норма выработки на установку металлических стоек 35,3.

n_скс – количество рабочих занятых на установку одного прогона 4 чел.

Время крепления сопряжений в расчете на один цикл.

Трудозатраты на крепление сопряжений за цикл.

чел.см. ,где

n – количество сопряжений 2.

 

7. Проветривание очистного забоя

Согласно  правилам безопасности проветривание  длинных очистных забоев (лав) должно осуществляться только за счет общешахтной депрессии. Свежая струя воздуха поступает в лаву по одной из подготовительных выработок, обслуживающих лаву, движется по призабойному пространству лавы и выходит на вторую подготовительную выработку, обслуживающую лаву, которая является вентиляционной.

На  угольных месторождениях при разработке негоризонтальных пластов с перемещением забоя лавы по простиранию струя  воздуха движется по восстанию пласта, т.е. снизу вверх по призабойному пространству. Это связано с тем, что метан - основной газ, выделяющийся при отработке угольных пластов, легче воздуха, поэтому движется снизу вверх. Воздушная струя, движущаяся по призабойному пространству также снизу вверх, способствует удалению метана из лавы.

Количество  воздуха, необходимое для проветривания  забоя:

Q=max{Q_г,Q_л,Q_взр}, где

Q_г – количество воздуха необходимого по газовому фактору;

Q_л- количество воздуха необходимое по максимальному числу людей одновременно работающих в лаве.

, где

q=3,8 м³ – суммарное выделение метана в призабойное пространство;

A_сут - суточная добыча угля в лаве, т;

С – содержание газа в исходящей  из лавы струе 0,75%:

C₀- содержание газа в струе поступающей в лаву 0,5%.

, где

L_л – Длина лавы;

V_сут- Суточная скорость подвигания лавы

С₀- Коэффициент учитывающий потери 0,98.

V_сут=n_ц*r=2*0,8=1,6 м/сут.

Q_л=6*n_л=6*10=60 м³/мин.

n_л- максимальное количество людей одновременно находящихся в лаве.

Так как необходимо принять максимальное из полученных значений, то количество воздуха, необходимое для проветривания  забоя составляет   586,53 м3/мин.

Скорость  воздуха в лаве можно определить при помощи выражения:

, где

S_прох – проходное сечение для воздуха в лаве м².

В лавах закрепленных стоечной крепью рассматривается максимальное и  минимальное сечение.

n_р – количество рядов стоек призабойной крепи после посадки кровли.

l_ш – расстояние от забоя до оси первого ряда крепи.

Из  полученных данных рассчитаем максимальную и минимальную скорости воздуха:

 

 

Максимальная  и минимальная скорость из правил безопасности:

V_min= 0,25м/с  V_max=4 м/с

                             

Данные величины не превышают допустимые скорости движения воздуха по лаве. Очистной забой проветривается достаточным количеством воздуха со скоростью, удовлетворяющей Единым правилам безопасности.

8. Организация работ

В очистных забоях принята циклическая организация  работ. Её суть заключается в том, что одноименные процессы, выполняемые  в очистном забое при добыче полезного  ископаемого (в данном случае это  – выемка полезного ископаемого, зачистка лавы, передвижка конвейера, крепление призабойного пространства, управление кровлей, крепление сопряжений), периодически повторяются в определенной последовательности через одинаковые промежутки времени.

Расчетная продолжительность очистного цикла:

.

При расчете продолжительности следует  учесть, что выемка и крепление  лавы стоечной крепью совмещены во времени, крепление сопряжений производится во время концевых операций. Так же во времени совмещены операции: холостой перегон комбайна, ручная зачистка лавы и передвижка лавного скребкового конвейера. С учетом этих замечаний, расчетная продолжительность очистного цикла примет вид:

;

= 455 мин.

Расчетное число циклов, выполняемых в очистном забое за сутки:

,

где – время подготовительно-заключительных операций на смене. Обычно составляет 20-30 мин;

 – количество рабочих  смен по добыче полезного ископаемого  в очистном забое за сутки.

30 мин;

3.

= 2,17 цикла.

Принимаем окончательное число циклов в  очистном забое за сутки:   n_ц = 2.

При принятом числе циклов за сутки в  очистном забое время цикла (мин) составит:

;

 495 мин.

Организация работ в длинных очистных забоях наглядно представляется планограммой работ. Так как за сутки выполняется 2 цикла, то планограмма составляется на одни сутки. В лаве принята организация работ в четыре шестичасовые смены, из которых три смены – добычные и одна смена – ремонтно-подготовительная, в течение нее производится ревизия и ремонт оборудования и доставка необходимых материалов.

Каждая  добычная смена начинается с подготовительных операций на смене, в течение которых  производится осмотр забоя, контролируется состояние кровли, подготавливается необходимый для работы инструмент, проверяется наличие в достаточных  количествах необходимых материалов и т.п. Каждая добычная смена заканчивается  заключительными операциями на смене, которые заключаются в подготовке лавы к передаче рабочим следующей  смены.

Цикл очистных работ в лаве начинается с выемки полезного ископаемого  в лаве комбайном. После подхода  комбайна к вентиляционному штреку выполняются концевые операции у  вентиляционного штрека, включающие маневры комбайна по отработке оставшейся у почвы пачки полезного ископаемого  и подготовку комбайна к перегону. Во время концевых операций около вентиляционного штрека осуществляется крепление сопряжений. Перегон комбайна осуществляется с включенными исполнительными органами, что обеспечивает механизированную зачистку просыпи. Вслед за перегоном комбайна осуществляется ручная зачистка оставшейся просыпи, передвижка лавного конвейера и предвижка стоек крепи. После этого осуществляется посадка кровли. Цикл очистных работ в лаве заканчивается концевыми операциями около откаточного штрека, которые предусматривают подготовку комбайна к выемке новой полосы и самозарубку комбайна. А также крепление сопряжений около откаточной выработки.

Трудозатраты в лаве за цикл:

  ;

τ_ц = 0,9 + 0,2 + 0,4 + 0,2 + 0,9 + 0,9 + 1,8 + 0,1+0,2 = 6,1 чел.см.

Трудозатраты в лаве за сутки:

;

= 12,2 чел.см.

На основании рассчитанных трудозатрат  в лаве за сутки принимается суточный численный состав рабочих очистного  забоя (N_гроз). N_гроз = 12 чел.

Неравенство соблюдается:

 

Таким образом, в смену будет  выходить по 4 горнорабочих очистного забоя.

Кроме рассмотренных работ, выполняемых  в лаве, имеются еще работы, выполняемые  рабочими, не входящими в состав бригады горнорабочих очистного  забоя. Это такие работы, как: текущий  мелкий ремонт оборудования в добычные смены, ревизия и ремонт оборудования в лаве в ремонтно-подготовительную смену (1 человек на 10-15 м, таким образом, на 210 м необходимо 14 человек).

 

График  выходов                                                         

№ п/п	Профессия	Количество выходов
		за сутки	в т.ч. по сменам
			1	2	3	4
1	ГРОЗ VI разряда	3	1	1	1	-
2	ГРОЗ V разряда	9	3	3	3	-
3	Деж. электрослесарь	3	1	1	1	-
4	Слесарь по ремонту	14	-	-	-	14
	Всего	29	5	5	5	14

Рабочих, не входящих в состав бригады ГРОЗов, выполняющих указанные работы, относят к обслуживающим данную лаву. Таким образом, общее число рабочих, выходящих в лаву за сутки:

;

= 29  чел.

 

9. Технико-экономические  показатели

Технико-экономические  показатели очистных работ в лаве позволяют оценить эффективность  принятой в лаве технологической  схемы, соответствие используемого  оборудования условиям лавы, эффективность  использования рабочих в лаве. Основными технико-экономическими показателям очистных работ являются себестоимость добычи полезного  ископаемого в очистном забое  и производительность труда.