книги / Процессы очистных работ

меры имеют площадь поперечного сечения, равную площади сечения исполнительного органа комбайна. Такие камеры на всю их длину отрабатываются тупиковым забоем и, соответственно, на всю длину проветриваются вентилятором местного проветривания.

Многоходовые камеры отрабатываются несколькими ходами комбайна. Расположение ходов комбайна многоходовых камер может быть различным. По высоте такие камеры могут отрабатываться либо в один, либо в два, иногда в три слоя (с наложением ходов). По ширине многоходовые очистные камеры могут отрабатываться либо с наложением ходов комбайна (с расширением камеры), либо с оставлением междуходового целика. Возможна также отработка многоходовых камер одновременно и по высоте и по ширине.

При отработке камеры с наложением ходов комбайна по ширине первый ход комбайна в камере отрабатывается тупиковым забоем с проветриванием вентилятором местного проветривания. Отработка последующих ходов камер производится только при проветривании за счет общешахтной депрессии.

При отработке многоходовых очистных камер с оставлением междуходовых целиков эти целики разделяют камеру на части. Первый ходкомбайнавкаждойизуказанныхчастейотрабатываетсятупиковым забоем с проветриванием вентилятором местного проветривания, а все последующие– спроветриваниемзасчетобщешахтнойдепрессии.

Основной способ управления кровлей на рудниках Верхнекамского месторождения – удержание пород кровли на междукамерных целиках. На всех рудниках месторождения сегодня применяются только ленточные междукамерные целики. Их размеры (ширина) рассчитываются по действующим «Указаниям…» [13] из условия, исключающего образование водопроводящих трещин в кровле отработанных пластов.

Кроме управления кровлей удержанием на междукамерных целиках на рудниках Верхней Камы применяют еще закладку отработанных камер. В настоящее время на рудниках применяют два вида закладки: гидравлическую и так называемую сухую. В обоих вариантах в качестве закладочного материала используются отхо-

161

ды обогатительных фабрик. Транспортирование закладочного материала к закладываемым камерам при гидравлической закладке осуществляется по трубопроводам за счет гидростатического давления, образующегося в трубопроводе, проложенном по стволу. Закладка горизонтальных камер представляет значительную проблему сточки зрения степени заполнения камер закладочным материалом. Для повышения степени заполнения камер при гидравлической закладке сегодня нередко применяют подачу закладочного материала на пласт Красный 2 по скважинам с пласта АБ, что обеспечивает высокую степень заполнения отработанных камер пласта Красный 2. В то жевремянапласте АБуказанная проблема остается.

Транспортирование закладочного материала к закладываемым камерам при сухой закладке осуществляется по специально прокладываемым ленточным конвейерам, а размещение закладочного материала вкамере– самоходнымивагонамиилискрепернымиустановками.

Общим недостатком применяемых сегодня на рудниках Верхней Камы технологий закладочных работ является значительное отставание во времени и пространстве закладочных работ от добычных, что естественно снижает эффективность управления кровлей закладкой.

11.1. Расчет технико-экономических показателей очистных работ в камере. Расчет себестоимости добычи в камере

При камерной системе разработки, как и при системах с длинными очистными забоями, основными технико-экономическими показателями очистных работ являются себестоимость добычи ипроизводительность трударабочих, занятыхнаочистныхработах.

Себестоимость добычи 1 т руды в очистной камере определяется выражением

Соч = Сз.п + См + Сэл + Сам,

162

где Сз.п – себестоимость добычи 1 т руды по заработной плате рабочих очистного забоя, руб./т;

См – себестоимость добычи 1 т руды по материалам, расходуемым в очистном забое, руб./т;

Сэл – себестоимость добычи 1 т руды по электроэнергии, расходуемой в очистном забое, руб./т;

Сам – себестоимость добычи 1 т руды по амортизации оборудования в очистном забое, руб./т.

Себестоимость добычи 1 т руды по заработной плате рабочих, занятых на отработке очистных камер комбайновым способом,

где Тм.к – сменная тарифная ставка машиниста комбайна, руб.; Тс.в – сменная тарифная ставка машиниста самоходного ва-

гона, руб.;

kм.к – коэффициент, учитывающий различного рода доплаты машинисту комбайна, kм.к = 2,58;

kс.в – коэффициент, учитывающий различного рода доплаты машинисту самоходного вагона, kс.в = 2,38;

Tк – полное время отработки камеры, смен. Значение Tк рассчитывается по методическим указаниям [14];

Aк – объем руды, добываемой из камеры, т.

Объем добываемой из камеры руды (т) рассчитывается в зависимости от применяемого варианта камерной системы разработки:

− приотсутствии горловины камерыилистартовойвыработки

163

− при зарубке на камеру со стартовой выработки

В приведенных выше выражениях приняты следующие обозначения:

kк – коэффициент, учитывающий схему отработки очистной камеры. Для одноходовой камеры, а также для многоходовой камеры (как однослоевой, так и многослоевой), отрабатываемой без оставления межходового целика, kк = 1. Для многоходовой камеры (как однослоевой, так и многослоевой), отрабатываемой с оставлением междуходового целика, kк = 2;

S п – для одноходовой камеры, а также для многоходовой камеры (как ододнослоевой, так и многослоевой), отрабатываемой без оставления междуходового целика, – площадь поперечного сечения камеры по пласту полезного ископаемого (без прирезки пород кровли или почвы), м2. Для многоходовой камеры (как однослоевой, так и многослоевой), отрабатываемой с разделением на части междуходовым целиком, – площадь поперечного сечения одной части камеры по пласту полезного ископаемого (без прирезки пород кровли или почвы), м2;

γ – объемный вес руды в массиве, т/м3;

aх – для одноходовой камеры, а также для многоходовой камеры (как однослоевой, так и многослоевой), отрабатываемой без оставления междуходового целика, – ширина камеры, м. Для многоходовой камеры (как однослоевой, так и многослоевой), отрабатываемой с разделением на части междуходовым целиком, – ширина одной части камеры, м;

aи.о – ширина исполнительного органа комбайна, м;

По – потери отбитой руды на почве камеры на ширине исполнительного органа комбайна, отнесенные к 1 м длины камеры, т/м. При отработке камеры комбайновым комплексом с комбайном ПК-8М По = 0,47 т/м, с комбайном «Урал-10КС» или «Урал-10КСА»

164

По = 0,31 т/м, с комбайном «Урал-20КС» или «Урал-20КСА» По = 0,52 т/м, с комбайном «Урал-20Р» По = 0,31 т/м, с комбайном

«Урал-61» По = 0,32 т/м;

Lк – длина камеры (расстояние от выемочного штрека до вентиляционного или от выемочного штрека до конца камеры), м;

lр – при наличии горловины – расстояние по нормали от выемочного штрека до конца горловины, м. При зарубке на камеру со стартовой выработки – среднее расстояние по нормали от выемочного штрека до начала зарубки на камеры, м;

S пг.ср – средняя площадь поперечного сечения горловины по пласту полезного ископаемого (без прирезки пород кровли или почвы), м2;

aг.ср – средняя ширина горловины, м; Lг.ср – длина горловины по средней оси, м;

S пс.в – площадь поперечного сечения стартовой выработки по пласту полезного ископаемого (без прирезки пород кровли или почвы), м2;

aс.в – ширина стартовой выработки, м; Lс.в – длина стартовой выработки, м;

nк – количество камер, отрабатываемых с одной стартовой выработки.

Себестоимость по заработной плате рабочих, занятых на отработке очистных камер буровзрывным способом,

Cз.п =Tстkбв.рτоч ,

Aк

где Тст – сменная тарифная ставкарабочихвочистныхкамерах, руб.; τоч – трудозатраты на очистную выемку в камере, чел.см.;

kбв.р – коэффициент, учитывающий различного рода доплаты рабочим очистного забоя, kбв.р = 1,57.

Средняя площадь поперечного сечения горловины по пласту полезного ископаемого

165

Sгп.ср = Sнп +2Sкнп ,

где S пн – площадь поперечного сечения горловины по пласту полезного ископаемого (без прирезки пород кровли или почвы) в начале зарубки (т.е. на сопряжении с выемочным штреком), м2.

S пкн – площадь поперечного сечения горловины по пласту полезного ископаемого в конце горловины, м2.

Площадь поперечного сечения выработок по пласту полезного ископаемого (очистной камеры, части очистной камеры, образованной оставлением межходового целика, в начале и в конце горловины, стартовой выработки и т.п.) в первом приближении может быть рассчитана по выражению

Sвп = Shвhв п ,

где Sв – полная площадь поперечного сечения рассматриваемой выработки, включая площадь подрезаемых пород, м2;

hп – высота полезного ископаемого в сечении рассматриваемой выработки, м;

hв – полная высота сечения рассматриваемой выработки, включая прирезаемые породы, м.

Средняя ширина горловины

aг.ср = aн +2aкн ,

где aн – ширина горловины в начале зарубки (т.е. на сопряжении с выемочным штреком), м;

aкн – ширина горловины в конце горловины, м.

Расстояние по нормали от выемочного штрека до конца горловины при зарубке перпендикулярно выемочному штреку и отработке камеры в один слой по высоте lр = 0, а при отработке камеры в несколько слоев по высоте определяется выражением

lр = max {hкрctgαкр; hпчctgαпч},

166

где hкр – расстояние от кровли горловины на начало зарубки (на сопряжении с выемочным штреком) до кровли камеры (кровли верхнего слоя камеры), м;

hпч – расстояние от почвы горловины на начало зарубки (на сопряжении с выемочным штреком) до почвы камеры (почвы нижнего слоя камеры), м;

αкр – угол наклона кровли горловины к горизонту, град. Принимается в пределах 6–10°;

αпч – угол наклона почвы горловины к горизонту, град. Принимается также в пределах 6–10°.

Расстояние по нормали от выемочного штрека до конца горловины или стартовой выработки при зарубке под углом к выемочному штреку определяется графически, но при отработке камеры с наложением слоев по высоте должно быть не менее определенного по приведенному выше выражению.

Себестоимость по затратам на материалы в камере (руб./т)

Cмi = ∑(g j z j ),

Aк

где gj – расход на камеру j-го материала;

zj – стоимость единицы j-го материала, руб.

Себестоимость по электроэнергии, расходуемой в очистной камере,

где с – стоимость 1 кВт·ч электроэнергии, руб.;

Nдвj – суммарная мощность двигателей j-го очистного обору-

дования в камере, кВт;

t j – время работы j-го очистного оборудования в камере

за смену, ч.

Себестоимость по амортизации очистного оборудования в ка-

мере

167

где z j – стоимость единицы j-го очистного оборудования, руб.; Nамj – годовая норма амортизации j-го очистного оборудова-

ния, %;

– количество рабочих дней в году; nсм – количество смен по добыче за сутки.

11.2. Расчет производительности труда в очистной камере

Производительность труда (т/смену) рабочих, осуществляющих отработку очистной камеры, определяется по формуле

П= Aк ,

τоч

где Aк – объем руды, добываемой из очистной камеры за время ее отработки, т. Расчет Асут рассмотрен в п. 11.1.1;

τоч – трудозатраты рабочих, занятых добычей руды, за время

отработки камеры, чел.см.

Трудозатраты в очистной камере за весь период ее отработки при комбайновой выемке

τоч = 2Тк,

где Тк – полное время отработки очистной камеры, смен. Полное время отработки очистной камеры комбайновым комплексом рассчитывается по «Методике расчета производительности комбайновых комплексов, работающихпоодносторонней схеме сотгоном» [13].

Трудозатраты в очистной камере при буровзрывной выемке

τоч = NрTк,

где Nр – количество рабочих, выходящих в камеру за смену, чел.

168

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Машины и оборудование для угольных шахт / под ред. В.Н. Хорина. – М.: Недра, 1987.

2.Аман И.П. Технические характеристики оборудования для длинных очистных забоев: справ. учеб. пособие для выполнения практ. работикурсовогопроектирования. – Пермь, 2012.

3.Правилабезопасностивугольныхшахтах. – М.: Недра, 2005.

4. Единые правила безопасности при взрывных работах:

ПБ 13-407–01. – М., 2001.

5.Васючков Ю.Ф. Горное дело. – М.: Недра, 1990.

6.Росинский Н.Л. Мастер-взрывник. – М.: Недра, 1988.

7.Мохирев Н.Н. Проветривание рудников и шахт: курс лекций для студентов горных специальностей. – Пермь, 1998.

8.Задачник по подземной разработке угольных месторождений / под ред. К.Ф. Сапицкого. – М.: Недра, 1981.

9.Аман И.П. Проверка возможности применения конкретной механизированной крепи в условиях конкретной лавы: метод. указания для студентов горных специальностей. – Пермь, 2006.

10.Аман И.П. Расчет скорости подачи и производительности узкозахватного очистного комбайна: метод. указания для студентов горных специальностей. – Пермь, 2006.

11.Методическое руководство по ведению горных работ на рудникахВерхнекамского калийногоместорождения. – М.: Недра, 1992.

12.Подземная разработка рудных месторождений: технич. альбом / сост. В.А. Соловьев. – Пермь: Изд-во Перм. гос. техн. ун-

та, 2008.

13.Инструкция по защите рудников от затопления и охране подрабатываемых объектов в условиях Верхнекамского месторождения калийных солей (технологический регламент). – СПб., 2004.

14.Аман И.П. Методика расчета производительности комбайновых комплексов, работающих по односторонней схеме с отгоном. – Пермь, 2008.

169

4.ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ ПОЛЕЗНОГО ИСКОПАЕМОГО ПО ЛАВЕ И ПЕРЕГРУЗКА ЕГО НА ОТКАТОЧНУЮ