книги / Машины и оборудование для механизации горных работ в калийных рудниках (применительно к условиям Тюбегатанского калийного месторождения)

Для охлаждения двигателя сверла на его валу установлена крыльчатка 7 для внешнего обдува. Включение двигателя сверла осуществляется за счет дистанционного управления подачей напряжения от АПШ при нажатии клавиши, установленной на правой рукоятке. Подача сверла на забой при бурении осуществляется за счет мускульной энергии бурильщика при передаче ее через рукоятки и затылочную крышку 8. Такими сверлами удается бурить шпуры глубиной до 5 м. Электрические сверла ЭРП18Д-2М имеют принудительную механическую подачу со скоростью до 0,6 м/мин и усилением до 250 кгс, что обеспечивает возможность бурить горизонтальные шпуры свыше 5 м, а также вести бурение в кровлю выработок. Кинематическая схема сверла приведена на рис. 4.9.

Рис. 4.9. Кинематическая схема электросверла ЭРП18Д-2М: 1 – червячная пара; 2 – барабан; 3–10 – зубчатые пары; 11 – фрикционная муфта; 12 – валик; 13 – электродвигатель

Редуктор сверла с механизмом подачи обеспечивает передачу вращения от вала электродвигателя к шпинделю, в котором закреплена буровая штанга с резцом, а также создание усилия подачи. Редуктор состоит из червячной пары 1, барабана 2, зубчатых пар 3–10 и фрикционной муфты 11, соединяющей вал червячного колеса с барабаном 2.

141

Подвижная полумуфта, перемещающаяся по валику 12, позволяет получать две скорости вращения шпинделя. Фрикционная муфта позволяет регулировать усилие подачи при работе сверла. Во время работы сверла тросик, закрепленный за опору у забоя, наматывается на барабан, насаженный на один вал с фрикционной муфтой сверла. Сверло может также работать и с длинноходового податчика, устанавливаемого на манипуляторах машин.

Ручные пневматические сверла СРЗ-1М применяются при бурении шпуров в рудниках, опасных по горючим газам.

Сверло СРЗ-1М (рис. 4.10) состоит из корпуса 1 с двумя рукоятками, пневматического лопастного двигателя 2, зубчатого планетарного редуктора 3, шпинделя 4, пускового устройства 5, состоящего из курка, толкателя и шарикового клапана, расположенных на правой рукоятке, и подводящего штуцера 6 с накидной гайкой.

Рис. 4.10. Пневмосверло СР3-1М: 1 – корпус; 2 – лопастной пневмодвигатель; 3 – редуктор; 4 – шпиндель; 5 – пусковое устройство; 6 – штуцер

142

При включении пускового устройства сжатый воздух из магистрали подводится к пневмодвигателю, который, в свою очередь, через редуктор приводит во вращение шпиндель, в который устанавливается хвостовик буровой штанги. Выхлоп отрабатывающего сжатого воздуха производится в специальные камеры-глушители, выполненные в корпусе. Кроме этого, в корпусе сверла имеется специальная камера для масла, которая служит для смазки пневмодвигателя. Для снижения веса ручных сверл их корпуса и другие детали выполняются из алюминиевых сплавов и других легких полимерных материалов.

Электрическая шахтная пила ЭП-4М (рис. 4.11) предназначена для разделки и обработки деревянных заготовок диаметром до 500 мм в шахтах и рудниках, опасных по газу и пыли, а также на поверхности на лесных складах. Пила состоит из электродвигателя 1, который используется от электросверла ЭР14Д-2М, редуктора 2, рукояток 3 и 4 и шины 5 с режущей цепью. Питание и включение пилы осуществляется аналогично ручному сверлу.

Рис. 4.11. Пила электрическая шахтная ЭП-4М

Мощность электродвигателя пилы – 1 кВт, скорость режущей цепи – 3,9 м/с, масса – 20 кг.

Лебедка шахтная вспомогательная ШВ-2000 (рис. 4.12) пред-

назначена для подъема и перемещения различных грузов и оборудования, выполнения погрузочно-разгрузочных и монтажно-демонтаж-

143

ных работ в шахтах и рудниках, опасных по газу и пыли. Лебедка состоит из приводного электропривода 1, используемого от ручного электросверла, редуктора 2, барабана 3 с кожухом и отклоняющими роликами и рамы 4.

Рис. 4.12. Лебедка шахтная вспомогательная ШВ-2000

Мощность электродвигателя лебедки составляет 1,6 кВт, развиваемое усилие на канате – 2000 Н, скорость каната – 0,5 м/с, вес лебедки – 60 кг.

Отбойные молотки используются как для отбойки от массива калийных пород, так и для выполнения вспомогательных работ по рыхлению различных грунтов, разбивки крупных кусков горных пород, разрушения бетонных конструкций, пробивки в них отверстий, образования углублений и канавок и т.д. В качестве энергии для работы отбойных молотков используется сжатый воздух или гидравлическая жидкость, поэтому питание пневматических молотков осуществляется либо от шахтной пневмосети, либо от передвижных компрессорных станций, а гидравлических молотков – от гидросистем горных машин.

Гидравлический отбойный молоток МРГ-1 по сравнению с пневматическими имеет вес 7,8 кг, частоту ударов 40 с–1, расход жидкости 40 л/мин, подаваемой под давлением 10 МПа. Меньший по сравнению с пневмомолотками вес, сниженные показатели по вибрации и шуму,

144

Таблица 4.8 Технические характеристики пневматических отбойных молотков

а также возможность подсоединения их к гидросистемам горных машин обеспечивают гидравлическим молоткам более высокие потребительские свойства.

Технические характеристики пневматических отбойных молотков приведены в табл. 4.8.

145

5. ПРОВЕТРИВАНИЕ ВЫРАБОТОК И КОНТРОЛЬ СОСТОЯНИЯ РУДНИЧНОЙ АТМОСФЕРЫ

Основными факторами, определяющими производственные мощности калийных рудников, являются пропускная транспортная способность шахтных стволов и возможности вентиляции.

Эффективная система вентиляции гарантирует обеспеченность рудника или шахты свежим воздухом и, следовательно, безопасность, здоровье и высокую производительность труда горнорабочих.

5.1. Проветривание выработок

По характеру проветривания все выработки подразделяются на две группы: сквозные и тупиковые. Сквозная выработка обычно имеет не менее двух выходов в другие выработки, и ее проветривание осуществляется за счет общешахтной депрессии или естественной тяги. Также могут использоваться дополнительные источники тяги. Тупиковая выработка сообщается с другой выработкой в одном пункте. Особенностью проветривания таких выработок является то, что выделяющиеся в них вредности могут быть удалены только при помощи специальных средств и устройств, размещаемых в этих выработках.

Для подведения воздуха к забою тупиковой выработки за счет работы вентилятора главного проветривания (общешахтной депрессии или давления) могут применяться продольные перегородки, вентиляционные трубы или параллельные выработки.

В настоящее время в шахтах и рудниках России и стран СНГ продольные перегородки используются крайне редко.

Схемы вентиляции забоев с помощью труб в сочетании с перемычкой могут использоваться только для проветривания выработок небольшой длины.

Тупиковые выработки небольшой длины (до 10 м) в негазовых шахтах и рудниках допускается проветривать с помощью диффузии, не прибегая к устройству специальных вентиляционных сооружений.

Проветривание с использованием параллельных выработок применяется чаще всего при проходке выработок большой длины. В данном случае рядом с основной выработкой проходят вспомогательную (проходка парным забоем). Через определенное расстояние (10–20, иногда до 100 м и более) целик, разделяющий выработки, прорезается

146

вентиляционными сбойками. Все сбойки кроме передовой изолируются перемычками.

Чаще всего выработки проходятся не от одного магистрального штрека, а от разных: основную выработку начинают с транспортного, а вспомогательную – с вентиляционного штрека. Тогда свежий воздух подается в забой по основной выработке с транспортного штрека и удаляется по вспомогательной выработке сразу в главный или в участковый вентиляционный штрек рудника.

Основным достоинством перечисленных способов вентиляции забоев тупиковых выработок является непрерывность проветривания в течение суток, что повышает надежность и безопасность работ.

Проветривание тупиковых выработок или тупиковых частей выработок при их проходке парными забоями довольно часто осуществляется с помощью вентиляционных труб, воздух по которым подается вентиляторами местного проветривания (ВМП) с электрическим или пневматическим приводом.

В современных рудниках и шахтах используют как жесткие (металлические или фанерные), так и гибкие (типа М или МУ, полихлорвиниловые, текстовинитовые, нейлоновые со спиральными кольцами жесткости) вентиляционные трубы.

Существует три способа проветривания забоев тупиковых выработок с помощью вентиляторов и вентиляционных труб: нагнетательный, всасывающий и комбинированный. Наиболее часто используется нагнетательный способ: вентилятор устанавливается в магистральной (сквозной) выработке, от которой осуществляется проходка со стороны подачи свежего воздуха (рис. 5.1, а). Вентилятор размещается на расстоянии не менее 10 м от проходимой выработки и по вентиляционным трубам подает свежий воздух в забой. В призабойном пространстве вредности интенсивно перемешиваются со свежим воздухом, выходящим из трубопровода в виде свободной струи, и быстро выносятся из забоя. Расстояние от конца нагнетательного трубопровода до груди забоя или до пульта управления комбайном (при проходке выработок комбайном) не должно превышать 10 м.

Производительность вентилятора должна составлять не более 70 % от объема воздуха, подаваемого за счет общешахтной депрессии (давления) по магистральному штреку к всасывающему отверстию вентилятора.

147

–вентилятор постоянно находится в воздушной среде, которая формируется в забое, т.е. она может содержать горючие газы;

–радиус действия всасывающей струи незначительный, поэтому

взабое могут образовываться застойные плохо проветриваемые зоны. Комбинированный способ (всасывающе-нагнетательный) (рис. 5.1,

г) использует преимущества первых двух: деятельное проветривание забоя свободной струей, выходящей из нагнетательного трубопровода, и удаление загрязненного воздуха по отсасывающему трубопроводу. Данный способ требует установки двух вентиляторов и двух трубопроводов, но зато не имеет ограничений в использовании. В случае появления в забое опасных концентраций горючих газов включается один нагнетательный вентилятор и только после того, как атмосфера в забое станет безопасной, включается отсасывающий.

5.2. Приборы и средства обнаружения газов в атмосфере калийных рудников. Шахтные самоспасатели

Сложность фиксации повышенных газовыделений при нормальных режимах проветривания выработок калийных рудников, пространственная разбросанность газонасыщенных зон в пределах калийных пластов требуют непрерывного и повышенного внимания к контролю газовой обстановки.

Наибольшая опасность газовых скоплений возникает в тупиковых выработках, где работают проходческо-добычные комбайны, происходит разрушение калийной руды и высвобождение свободных и микровключенных газов.

Контроль за составом рудничной атмосферы подразделяется на плановый и оперативный.

Плановый контроль осуществляется работниками ВГСЧ или специально обученными лицами путем отбора проб воздуха с последующим их лабораторным анализом. Сроки и конкретные места отбора проб устанавливаются ежеквартальным планом, утвержденным главным инженером рудника по согласованию с ВГСЧ.

Оперативный контроль за газовой обстановкой в рабочих зонах производится с установленной периодичностью машинистами комбайнов, бригадирами или звеньевыми, работающими во всех выработках рабочей зоны, под контролем лиц сменного надзора горных участков. Кроме того, замер содержания горючих газов в выработках

149

должен производиться инженерно-техническими работниками или газомерщиками участков вентиляции.

Вкачестве средств оперативного контроля состава рудничной атмосферы наряду с переносными приборами эпизодического действия должны применяться переносные и стационарные автоматические приборы непрерывного действия.

Основные функции переносных автоматических метанометров: автоматический контроль за содержанием метана в выработках и индикация светового и звукового сигналов при достижении предельно допустимой концентрации (ПДК) метана.

Вкалийных рудниках часто применяется измеритель концентрации газов «ИКГ-4Р» (рис. 5.2), в портативном и стационарном исполнении.

аб

Рис. 5.2. Измеритель концентрации газов «ИКГ-4Р»: а – стационарный; б – портативный

Измеритель концентрации газов «ИКГ-4Р» предназначен для контроля содержания взрывоопасных газов (метана, элементов его гомологического ряда и водорода) в рудничной атмосфере.

Измеритель выполнен в виде портативного моноблока с цифровой индикацией концентрации газов.

Основные технические характеристики ИКГ-4Р:

150