книги / Технология строительства подземных сооружений. Строительство горизонтальных и наклонных выработок
.pdf♦соответствии с технической проектной документацией, утверж денной в уустановленном порядке.
При ведении горных работ геодезическо-маркшейдерская служба обеспечивает:
контроль соответствия строительства проектам, календар ным планам, объемам и скоростям;
задание проектных направлений и уклонов сооружению; систематическую проверку направления, уклона, профиля и
размеров сооружения; выполнение ежемесячных маркшейдерских замеров и конт
рольный учет объемов выполненных работ; ведение установленного обязательного комплекта геофизи
ческой и маркшейдерской документации и пополнение этой до кументации в установленные сроки.
О всех отклонениях от технической документации, марк шейдерская служба дает указания линейному персоналу, кото-* рьге заносятся в «Журнал геодезическо-маркшейдерского конт роля».
4.11. ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТ И ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ
О р г а н и з а ц и я |
р а б о т является одним из главных фак |
торов повышения технико-экономических показателей. |
|
При строительстве |
подземных сооружений буровзрывным |
способом совершенствование организации работ производится в ^следующих направлениях: выполнение работ по графику цик личности; планово-предупредительный ремонт механизмов для обеспечения бесперебойной их работы; укомплектование брига ды квалифицированными проходчиками; бесперебойное мате риально-техническое и энергетическое снабжение.
Наиболее прогрессивной организацией труда является про ведение работ по графику цикличности. Цикличная организа ция работ предусматривает выполнение технологических про цессов в определиной последовательности в установленное графиком время. График цикличности, увязывает в пространстве и времени выполнение всех технологических процессов с уче том объема работ, производительности оборудования, числа и расстановки рабочих.
Продолжительность проходческого цикла определяется от начала проведения одного процесса ’(например, бурение шпу ров) до ее возобновления после выполнения всех процессов, входящих в цикл.
Проходческий цикл при буровзрывном способе складывает ся из следующих процесоов: бурение шпуров (t6) ; заряжание и взрывание (£зв), проветривание (tB); осмотр забоя и приведе ние его в безопасное состояние, возведение временной крепи
(fo); погрузка породы (£„); возведение постоянной крепи (tK)\ устройство водоотводной канавки, настилка рельсовых путей, наращивание ставов труб вентиляции, сжатого воздуха и дру гие работы (fBC) :
7 ц = ^ б + 4 в + ^ в +^о + ^л+ Не
указанные виды работ могут выполняться последовательно или с частичным совмещением. Степень совмещения работ за висит от принятой технологии и организации работ. Частично совмещаются бурение шпуров и погрузка породы с возведением
крепи — установкой затяжек, устройством |
водоотводной канав |
ки, настилкой временного пути и другими |
вспомогательными |
работали.
При прочих равных условиях продолжительность цикла воз растает с увеличением крепости пород, площади поперечного сечения выработки и глубины шпуров, при недостаточном чис ле проходчиков и низкой их квалификации. Продолжительность цикла уменьшается при применении высокопроизводительных машин и бесперебойной их работе, прогрессивной технологиче ской схеме и нормальном материальном и энергетическом обес печении.
Основополагающим принципом установления продолжи тельности цикла является обеспечение высокой скорости про ведения при минимальной затрате труда и средств.
В случаях, когда необходимо осуществлять проведение вы работки в сжатые сроки с заданной скоростью, продолжитель ность цикла 7Цопределяют по формуле
Тц= (nmlmT\)lv,
где /ш — глубина шпура, |
м; |
ч]— КИШ; |
т — число |
рабочих |
||
дней в месяц по проведению; |
v — скорость проведения, м/мес; |
|||||
п —число часов в сутки, в течение которых ведутся |
работы; |
|||||
При производстве работ фактическая |
продолжительность |
|||||
цикла |
обычно превышает |
расчетную |
по |
причине выполнения |
||
работ, |
не предусмотренных |
графиком |
(вывалы породы, прито |
|||
ки воды и т. п.), внутрисменных и целостных простоев из-за не исправностей механизмов и перебоях в снабжении.
Важным фактором цикличной организации работ является ежесменный и ежесуточный учет и анализ продолжительности выполнения отдельных процессов и цикла в целом, установле ние причин, вызывавших увеличение времени цикла, й их уст ранение. Расчетная продолжительность выполнения отдельных процессов должна корректироваться по усредненным фактиче ским данным.
С целью оптимизации проходческого цикла предложны раз личные методики экономико-математического моделирования горностроительных работ, и в частности:
продолжительность основных процессов определяют исходя из глубины шпуров, а параметры проходческого цикла рассчи тывают из продолжительности рабочей смены или ее части;
месячная скорость подвигания забоя сооружения является исходной информацией, с которой увязывают параметры про ходческого цикла;
пооперационное моделирование трудоемкости проходческого цикла;
математическое моделирование эксплуатационной произво дительности проходческого оборудования и определение через нее продолжительности проходческого цикла.
Расчет проходческого цикла (графика цикличности) произ водят в следующей последовательности. Составляется перечень процессов (работ), входящих в проходческий цикл. Для каждо го процесса определяется объем работ, время их выполнения и затраты труда.
Время выполнения механизированных процессов *,-м— буре ние шпуров и погрузка породы:
где VcM— объем работы i-то процесса; |
Q* — эксплуатационная |
производительность машины в час t-ro |
процесса; ^пз — время |
выполнения подготовительно-заключительных работ i-ro про цесса, ч; nii — число проходческих машин в забое; /<с — сниже ние эксплуатационной производительности машины при совме
стной их |
работе (/<с=0,95 для бурильных |
установок, К с = 0,85 |
для погрузочных машин). |
процессов — возве |
|
Время |
выполнения немеханизированных |
|
дения арочной крепи, устройства канавки и т. п. — определяет ся по трудоемкости работ
где V f — объем работ i-го процесса; Hi — норма времени на выполнение единицы работ i-го процесса, ч; Ki — коэффициент, учитывающий отклонение от норм времени по различным при
чинам |
(прцток |
воды, угол наклона |
выработок |
и т. п.); |
п — |
число |
рабочих, |
занятых на выполнении t-ro процесса; |
и |
||
Ki — принимаются по ЕНиР. |
факторов при |
расчете |
про |
||
Для |
расчета |
организационных |
|||
должительности проходческого цикла вводится система коэф фициентов: /еорг — коэффициент, учитывающий уровень органи зации труда в забое (kQрг= 0,73 — для выработок с нормативной скоростью проведения, 0,81 — для выработок, лежащих на кри
тическом |
пути, 1,0 —для скоростного проведения |
выработок); |
||
Абр — коэффициент, |
учитывающий |
профессиональную подготов |
||
ку членов бригады |
( й б Р = 0 ,9 7 — при скоростном проведении вы |
|||
работок, |
0,83 —для проведения |
протяженных |
выработок, |
|
0,68 — для новых бригад); k4 — коэффициент, учитывающий из** менение численности бригады (&ч=0,94 и 1,06 соответственно при уменьшении и увеличении численности на одного челове ка); fePn = l,ll-f-1,17 — коэффициент, учитывающий регламенти рованные переправы.
Таким образом, продолжительность цикла без совмещения: работ составит
г<рп
^орг^вр^ч
При совмещении горностроительных работ продолжитель ность цикла составит
где' йС1 = '(1 —tci/ti) —/коэффициент, учитывающий совмещение
процессов; tci— длительность |
совмещения |
процесса, |
ч\ ti — |
|
продолжительность процесса, ч. |
|
продолжительности |
||
На |
рис. 2.36 приведена зависимость |
|||
цикла |
от скорости проведения |
при последовательном |
выпол |
|
нении работ и 25 рабочих дней в месяц.
При низких (50—75 м/мес) скоростях проведения выработ ки средняя продолжительность цикла составляет 20—30 ч.. В этом случае имеют место значительные внутрисмениые и це лосменные простои. При высоких (200—300 м/мес) скоростях проведения средняя продолжительность цикла снижается до 4—7 ч. На рекордных проходках применяется широкое совме щение работ, а продолжительность цикла снижается до 1,5— 2,5 ч. Так, например, при проведении квершлага площадью по перечного сечения 12,6 м2 на шахте «Гигант-Глубокая» (Кривбасс) со скоростью 628 м/мес средняя продолжительность цик ла была 2 ч, при проведении квершлага площадью поперечного сечения 9,1 м2 без постоянной крепи в комбинате Ачполиметалл:
Рис. 2.36. Зависимость среднемесячной продолжительности цикла Гц от скоро сти проведения v (м/мес):
i^ -при подвигании |
забоя |
за |
цикл |
2,5; |
2 — при подвигании |
забоя |
за |
цикл |
2 IÆ |
(г. Кентау) со скоростью 1192 м/мес продолжительность цикла была 1,05 ч.
При составлении графика цикличности необходимо указы вать: наименование процессов, объем работ и число рабочих, занятых по каждому процессу, продолжительность выполнения процесса. При расстановке рабочих по процессам в любое вре мя цикла должны быть заняты все рабочие.
Важным элементом совершенствования организации работ •является бесперебойная работа машин и механизмов. Главным мероприятием по обеспечению .нормальной работы бурильных установок, погрузочных машин является своевременный и ка чественный планово-предупредительный ремонт в отведенное графиком время специализированной бригадой. Заслуживает внимания опыт отдельных проходок, где для ремонта машин, наращивания ставов труб и рельсовых Ъутей отводится специ альная смена в сутки. Число членов бригады зависит от выра ботки, техники и технологической схемы проведения и должно быть оптимальным.
При недостаточном числе проходчиков увеличивается время выполнения работ и снижается скорость проведения выработок. При избыточном числе проходчиков снижается производитель ность труда.
Своевременное и в необходимом количестве обеспечение ма териалами и энергетическими ресурсами предопределяет беспе ребойную работу, сокращает простои, что способствует повы шению скоростей и производительности труда.
П р о и з в о д и т е л ь н о с т ь труда . Производительность труда предопределяется трудоемкостью работ и характеризует технику, технологию и организацию производства горнопроход ческих работ.
Производительность труда измеряется в м3 готовой выра ботки на одну человеко-смену (м3/чел.-смену):
P= vScJ (mnvX),
v — месячное подвигание забоя сооружения, м/мес; 5 СВ— пло щадь поперечного сечения сооружения в свету, м2; т — число рабочих дней в проходке в месяц; X— коэффициент, учитываю щий продолжительность смены, А,=6/tc; U— продолжительность
смены, |
ч; ир — число фактически отработанных человеко-смен |
в сутки |
(число выходов). |
Иногда производительность труда определяют в линейных единицах (м/чел.-смену):
F = v/ (тпр%).
Обозначения прежние.
Производительность труда в линейных едийицах неполно стью отражает трудовые затраты на строительство подземных
сооружений и может применяться при сравнении результатов
сравными площадями поперечных сечений сооружения. Производительность труда зависит от геологических, техно
логических и организационных факторов.
Наблюдается снижение производительности труда в послед ние годы, что объясняется усложнением условий проведения в связи с увеличением глубины разработки.
В общем виде трудоемкость работ увеличивается, а произ водительность труда уменьшается с возрастанием крепости по род при применении более сложных конструкций крепи.
С т о и м о с т ь работ . Стоимость проведения выработок зависит от крепости пород, площади поперечного сечения вы работок, типа крепи, способа и скорости проведения и других факторов.
С увеличением крепости |
пород с f = 2 до /= 9 |
приведенные |
||
затраты на 1 |
м выработки возрастают в 1,2—1,5 раза. |
|||
При увеличении площади поперечного сечения выработки от |
||||
4,5 до |
11 м2 |
приведенные |
затраты С (руб/м3) |
возрастают в |
1,5—1,3 |
раза |
(рис. 2.37). Наибольшие первоначальные затра |
||
ты получены при металлической арочной крепи, наименьшие — при деревянной крепи.
Приведенные к 1 .м затраты с увеличением скорости прове дения сначала уменьшаются, а затем увеличиваются.
Оптимальное значение по затратам зависит от способа про ведения, крепости пород, размеров выработки и других факто ров. Ориентировочно получены наименьшие затраты при скорос тях проведения от 2 до 4 м/смену (см. рис. 2,37).
а
à
С;руб/м |
|
|
|
|
|
130 |
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
120 |
2 |
3 |
4 |
с/ м/смену |
|
|
|||||
Рис. 2.37. Изменение стоимостных показателей: |
|
|
|
|
|
а — зависимость приведенных затрат от площади |
поперечного |
сечения вы |
|||
работок S и типа крепи; б — зависимость приведенных затрат |
С к 1 м вы |
||||
работки площади поперечного сечения 6 м2 затрат |
от |
скорости |
проведения; |
||
1 — металлическая арочная; 2 — комбинированная |
арочная |
АП; |
3 — дере |
||
вянная; 4 — погрузка породы машинами ППМ-4м |
и |
1ПНБ-1; |
5 — погрузка |
||
породы машинами ППН-2 |
|
|
|
|
|
Г л а в а 5
СТРОИТЕЛЬСТВО ПОДЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИИ С ПРИМЕНЕНИЕМ, КОМБАЙНОВ
5.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
При комбайновом способе строительства подземных соору жений значительно сокращается число основных процессов про ходческого цикла. По существу технология строительства сво дится к механическому разрушению, погрузке и транспортиро ванию породы, которые выполняются одновременно с возведе нием постоянной крепи. Из проходческого цикла исключаются процессы бурения шпуров, заряжания и взрывания, проветри вания, приведёния забоя в безопасное состояние. Комбайновая технология строительства в большей степени приобретает по точную организацию труда. В этой связи большое значение 'Приобретают вспомогательные процессы: настилка рельсовых путей, прокладка труб и кабелей, устройство водоотводной ка навки и др., относительная трудоемкость которых в связи с не достаточным уровнем их механизации значительно возрастает.
Основными достоинствами комбайного способа строитель ства подземных сооружений являются:
полная механизация и совмещение по времени основных процессов выемки и -погрузки горной массы, при применении временных передвижных крепей с этими работами совмещает ся работы и по возведению постоянной крепи;
увеличение скорости строительства и производительности труда рабочих в 2—3 раза;
разработка породы производится в пределах проектногоконтура сооружения без нарушения сплошности окружающего породного массива;
повышение безопасности и санитарных условий работ. Объем горностроительных работ комбайнами ежегодно уве
личивается. Удельный вес комбайнового способа, |
например,, |
в б. МУП СССР возрос с 38,2% в 1980 г. до 45,1% |
в 1990 г. в |
Подмосковном, Карагандинском, Печорском, Кузнецком уголь ных бассейнах, а также в Западном Донбассе горные выработ ки, в основном, проводят комбайнами.
В конструктивном отношении комбайны могут быть разде лены на комбайны избирательного и бурового (роторного) дей ствия.
5/2* СТРОИТЕЛЬСТВО ПОДЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИИ КОМБАЙНАМИ ИЗБИРАТЕЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ
Типы к о м б а й н о в . Комбайны избирательного действия обладают* следующими достоинствами: возможность обработки
забоя сооружения различной формы и различной площади по перечного сечения (этими комбайнами можно проводить выра ботки любой, кроме круглой, формы с площадью поперечного течения от 4 до 30 м2) селективная разработка породы; воз можность установления крепи в непосредственной близости от забоя; высокая маневренность; относительно малая масса, мо бильность и конструктивная простота по сравнению с комбай нами бурового действия.
К недостаткам комбайнов избирательного действия относят ся: цикличное действие при разработке породы на части за боя, что снижает производительность комбайна; неуравнове шенность в продольном и поперечном направлении и конструк тивная сложность исполнительного органа, связанная с воз никновением динамических нагрузок; более сложная конструк ция погрузочных устройств.
Основные типы комбайнов избирательного действия приве дены в табл. 2.13. Все они имеют принципиально аналогичную конструкцию и отличаются только мощностью приводов и ис полнением отдельных узлов.
Основными узлами комбайнов являются: стреловидный ис полнительный орган с резцовой коронкой или резцовым бара баном; гусеничный механизм передвижения; погрузочное уст ройство, конвейер, гидросистема, электрооборудование и систе ма пылеподавления.
|
|
Т а б л и ц а |
2.13‘ |
Основные данные |
ПК-ЗР. |
4ПУ ПК-9Р •гпкс 4ПП-2 ГПК-2 |
4ПП-5 |
'Площадь поперечного -сечения выработки в проходке, м2 Техническая произво дительность:
по углю, т/ч по породе, м3/ч
Мощность привода исполнительного орга- ’
на, кВт Общая установленная мощность, кВт
Коэффициент крепо сти породы Основные размеры, м:
длина
ширина
высота Масса, т
5,3—12 |
1 |
7—16 |
4,7—15 |
9—18 |
10—30 |
о |
о |
00 "to |
Т |
||||||
70 |
. 65 |
150 |
100 |
200 |
200 |
200 |
|
— |
— |
— |
30 |
20 |
30 |
42 |
|
32 |
22 |
93 |
55 |
100 |
110 |
200 |
|
115 |
93,8 |
186 |
95 |
194 |
187 Î 350 |
|
|
4 |
4 |
4 |
4 |
6 |
6—8 |
7—8 |
|
6,57 |
6,9 |
7,7. |
10 |
8,2 |
13,3 |
14 |
|
2,4—2,8 |
2,35 |
1,8 |
1,6 |
2,4 |
2,4 |
2,45 |
|
1,74 |
1,3 |
1,83 |
1,5 |
2,0 |
! 1,65 |
2,0 |
|
10,8 |
10,7 |
30 |
18 |
35 |
40 |
70 |
|
Для эффективной работы комбайнов важное значение име ет качество резцов. Распространенные резцы РПП, И-90,. И90МБ при работе комбайна в абразивных породах имеют повышенный износ.
ЦНИИПодземмаш разработал семейство самозатачиваю щихся резцов PC, которые обеспечивают разрушение породы сг /=64-7, а расход резцов уменьшается в 3—4 раза.
В текущей пятилетке преобладающими по удельной значи мости стали более совершенные комбайны ШКС, 4ПП-2 и: ПК-Зр. Этими’ комбайнами ежегодно проводят более 80% об щего объема выработок, проводимых комбайнами, а парк та ких машин составляет 85% от общего числа комбайнов.
Т е х н о л о г и я р а б о т . Проходческий цикл включает ра боты по разрушению, погрузке и транспортированию породы (работа комбайна), замене резцов и смазке комбайна, возведе нию временной и постоянной крепи.
Возможен переход на двухпроцессную поточную технологию* строительства подземного сооружения при соответствующей ор ганизации непрерывной погрузочно-транспортной линии и тех нологической увязке работы комбайна с возведением постоян ной крепи или с применением механизированной передвижной крепью.
Разрушение породы в забое производится режущей корон кой рабочего органа заходками, равными шагу установки кре пи, но не более 2 м. Первоначально с помощью вращающейся буровой коронки по горизонтальной линии образуется штроба 1, создавая вторую плоскость обнажения (рис. 2.38). За тем производится послойное разрушение породы, расположен ной выше и ниже штробы. При проведении штреков по углю .с подрывкой породы сначала производится выемка угля, а затем^ разрушается порода в почве и кровле выработки.
Рис. 2.38. Схемы обработки забоя выработки исполнительным органом ком байна (а—к — приемы работ)
Схема обработки забоя режущей коронкой комбайна мо жет быть самой различной (см. рис. 2.38) и зависит от многих факторов. В однородных породах резание ведут перпендику лярно к напластованию и направлению трещиноватости. При неоднородных породах резание первоначально ведут в менее прочных породах. В выработках большого сечения, а также в породах слабых и слоистых стремятся первоначально оконту рить выработку, а затем обрабатывать забой. Глубина внед рения коронки в забой зависит от прочности и абразивности породного массива. Максимальная глубина вреза обычно при нимается равной 0,5—0,7 длины коронки. Ширина реза обычно равна диаметру коронки.
Одновременно с разработкой забоя производится погрузка породы. Рабочие следят за работой перегружателя и загруз кой вагонеток, производят замену груженых вагонеток на по рожние и зачистку горной массы за комбайном.
Организация транспортирования породы из забоя оказывает большое влияние на технико-экономические показатели строи тельства. Как правило, при комбайновой проходке применяют различные перегружатели. Для обеспечения непрерывного по тока разрушенной породы из забоя наиболее целесообразно ис пользовать перегружатели с конвейерным транспортом (рис. 2.39) или удлиненные перегружатели с периодической погруз кой горной массы в вагонетки на два рельсовых пути (рис. 2.40).
Как показывает практика строительства горных выработок е применением комбайнов, транспортирование горной массы с помощью скребковых конвейеров не обеспечивает высоких тех нико-экономических показателей проходки. Значительное коли чество ручного труда и времени приходится на монтажно-де монтажные операции, зачистку выработки от разрушенной по роды, на текущий ремонт транспортных средств. Доля ручного труда достигает 50% трудоемкости проходческого цикла.
Более эффективная работа комбайнов достигается при при менении удлиненных перегружателей в комплекте с телескопи ческим ленточным конвейером, обеспечивающим сокращение в 2 раза времени наращивания основного конвейера, а также в сочетании с электровозной откаткой и погрузкой горной массы в вагонетки, устанавливаемые с двух сторон перегружателя в количестве, необходимом для погрузки горной массы от целой заходки. При такой схеме призабойного транспорта неоднократ но устанавливались рекордные скорости проведения вырабо ток— 840—1715 м/мес.
Обслуживание комбайна сводится к его осмотру, замене резцов, смазке и устранению мелких неисправностей.
Возведение крепи производится во время обслуживания иомбайна. Механизация и совершенствование работ по возве дению крепи является большим резервом в повышении коэф-