Выбор проходческого оборудования и расчет графика организации работ
Выбор проходческого оборудования
Для проведения и крепления горизонтальных и наклонных выработок по буровзрывной технологии выбирают, как правило, соответствующий набор проходческого оборудования, обеспечивающий выполнение основных и вспомогательных проходческих процессов, определяющей машиной в котором является погрузочная.
На выбор погрузочной машины влияют крепость и крупность погружаемой породы, а также размеры выработки (табл.1).
Таблица 1. Характеристика погрузочных машин
| Погрузочная машина | Марка машины | Техническая производительность, мэ/мин | Фронт погрузки, м | Коэффициент крепости пород | Крупность, погружаемых кусков, мм, не более | Размеры | Минимальные ширина х высота выработки, м | |
| ширина | Высота, рабочая (максимальная) | |||||||
| Ковшового типа прямой погрузки | ППН-lc | 2,2 | Любой | 1,321 | 2,25 | 2,1×2,4 | ||
| ППН-2 | 2,5 | Любой | 1,591 | 2.35 | 2,2×2,4 | |||
| ППН-3 | 1,25 | 3,2 | Любой | 1,8. | 2,8 | 2,6×3 | ||
| Ковшового типа со ступенчатой погрузкой | 1ППН-5 | 3,0 | Любой | 1,7 | 1,35 | 2×2,5 | ||
| ППМ-4У | 0,8 | 4,8 | Любой | 1-.4 | 1,85 | 2,3×1,9 | ||
| Непрерывного действия с нагребающими лапами | ПНБ-1 | 1,45 | <6 | 1,15 | _ | 2×1,5 | ||
| 1ПНБ-2 | — | 1,6 | 2,5×1,8 | |||||
| 2ПНБ-2 | — | 10—12 | 1,8 | 3,3 | 2,5×1,8 | |||
| ПНБ-2К | 2,5 | — | 1,8 | 3,3 | 2,5×1,8 | |||
| ПНБ-3К | — | 3,4 | 3×1,7 | |||||
| ПНБ-3Д | 3,5 | — | 2,5 | 3,4 | 3×1,8 | |||
| ПНБ-4 | — | 2,7 | 3,9 | 3×1,8 | ||||
| 2ПНБ-2У | 1,252 | 2,5 | 1,45 | 3,3 | ≥8,4 м2 | |||
| 1 - Ширина с подножкой для машиниста 2 - В наклонной выработке при 18º |
При выборе машины ковшового типа на рельсовом ходу необходимо руководствоваться следующим:
· Ширина фронта погрузки не должна быть меньше ширины выработки вчерне (в проходке) по почве во избежание ручной уборки породы у боков выработки. Разница ширины фронта погрузки, и ширины выработки по почве допускается не более чем на 20%.
· Высота машины в рабочем положении (максимальная высота) должна быть меньше высоты выработки от головки рельсов до кровли (при отсутствии крепи) или до крепи не менее чем на 50 мм.
· Ось выработки в призабойной зоне должна совпадать с осью временного рельсового пути.
· Крепость породне влияет на выбор машины ковшового типа.
На выбор погрузочных машин типа ПНБ (непрерывного действия с нагребающими лапами) в значительной мере влияют крепость и крупность погружаемой породы. Высота выработки 1,8 м является достаточной для всех погрузочных машин этого типа (при отсутствии навесного бурильного оборудования), а наличие рельсовых путей не препятствует их применению. Благодаря гусеничному ходу фронт погрузки неограничен. Они применяются, в основном, в двухпутных выработках, так же как и машины ковшового типа со ступенчатой погрузкой, имеющие большой фронт погрузки (1ППН-5, ППМ-4У).
В настоящее время все более широко в качестве погрузочно-транспортного оборудования применяют самоходные погрузочно-транспортные машины двух типов:
с транспортным кузовом ( типа ПТ) загружаемым ковшовым погрузочным органом, расположенным на самой машине;
с совмещением погрузочно-транспортным ковшом (типа ПД), самозагружающимся за одно или несколько черпаний и служащим для транспортирования горной массы.
Ковшовые погрузочно-транспортные машины представляют собой ковшовый погрузчик нижнего черпания на пневмошинном шасси, с дизельным или электрическим приводом. Выпускают машины МПДД (МПДЭ)-1, МПДД (МПДЭ)-2, МПДД (МПДЭ)-3, МПДД (МПДЭ)-4, ООО «Машзавод Дарасун»; ПД-2Э ОАО «ППГХО»; ПД-2Г ОАО «Нипигормаш»; ПД-5А ЗАО «УГМК-Рудгормаш» и ПД-8В ПАО «Донецкгормаш».
Зарубежные погрузочно-транспортные машины выпускаются фирмами: Atlas Copco – марки ST, грузоподъемностью 3,6…15 т, с емкостью ковша 1,9…7,5 м3; Bumar (Польша) – марки LK, грузоподъемностью 3,2…16 т и Vк = 1,6…7,0 м3; Caterpillar SARP (США) – марки R, грузоподъемностью 3,8…20 т и Vк = 3,1…15,2 м3; Hermann paus maschinenfabric CmbH – марки PFL, грузоподъемностью 1,5…5,5 т и Vк = 0,8…2,5 м3; Sandvic Mining – марки LH, LS и Toro, грузоподъемностью 1…21 т и Vк = 0,54…8,0 м3. Mining technologies international INC (Канада) – LT, грузоподъёмностью 0,7…16,3 т и Vк = 0,5…8,4 м3.
Транспортирование горной массы из проходческого забоя при проведении горной выработки, как правило, производится теми же транспортными средствами, которые используют на руднике при транспортировании горной массы, и производиться следующими способами:
· в вагонах локомотивным транспортом;
· на телескопном участковом конвейере;
· самоходными погрузочно-транспортными машинами на расстояние 50 до 400 м;
· автосамосвалами на расстояние от 400-2000 м;
· самоходными вагонами на расстояние 100 - 400 м;
· скреперными установками на расстояние 5 до 100 м.
Бурение шпуров занимает 20-40% общей продолжительности и трудоемкости проходческого цикла и производится ручными и колонковыми электросверлами, переносными перфораторами на пневмоподдержках или распорных колонках (УПБ, ЛКР-IУ) и бурильными установками типа УБШ.
Выбор бурильной установки для бурения шпуров в горизонтальной выработке должен производиться с учетом следующих основных положений:
· тип бурильной машины, должен соответствовать крепости пород в обуриваемом забое;
· размеры зоны бурения должны быть больше и равны высоте и ширине обуриваемого забоя;
· наибольшая длина буримых шпуров по технической характеристике бурильной машины (установки) должна быть согласована с максимальной длиной шпуров (по паспорту буровзрывных работ);
· ширина бурильной установки не должна быть больше применяемых транспортных средств (вагонеток, электровозов, погрузочно-транспортных машин).
При бурении шпуров в крепких и средней крепости породах в выработках небольшого сечения до 6 м2 предусматривается применение переносных перфораторов типов ПП36, ПП50, ПП54, ПП63, ПП-80НВ, ССБП-1К с пневмоподдержек П8, П11, П13 (с ходом поршня соответственно 800, 1100, 1300 мм), УБТУ-1(ход поршня 1200 мм). Для повышения производительности труда и механизации бурения шпуров применяют переносные бурильные установки типа УПБ-1 или ЛКР-1У в выработках площадью сечения 2 м2 и выше.
В выработках сечением от 6 м2 и более рекомендуется применять шахтные бурильные установки (буровые каретки) с колонковыми пневматическими перфораторами или гидроперфораторами Российского производства или фирм " Atlas Copco" и "Линден Алимак" (Швеция), "Ингерсол Рэнд" и "Гарднер Денвер" (США), " Sandvik (Tamrock)" (Финляндия).В табл. 2 даны типы машин для бурения шпуров в горизонтальных, наклонных и восстающих выработках, которые рекомендуется применять в зависимости от коэффициента крепости пород в угольных и рудных шахтах.
Таблица 2. Область применения буровых машин
| Выработки | Тип бурильных машин | Характеристика пород | Марки бурильных машин | |
| коэффициент крепости | категория крепости по СНиП | |||
| Горизонтальные и наклонные | Бурильные установки, (навесное бурильное оборудование на погрузочных машинах): | |||
| Вращательного действия | 2—6 | V—VII | БУЭ; МБЭ-1; МКГ-2 | |
| Вращательно-ударного действия | 7—11 | VIII—IX | БУ или 110-1-1М (f ≤ 9); БГА-1М (f ≤ 11) | |
| Ударно-вращательного действия | ≥ 12 | Выше IX | ПК-60; ПК-75; гидроперфораторы | |
| Переносные перфораторы на пневмоподдержках или установках типа ЛКР-1У или УПБ-1 | >4 | Выше VII | ПП54, ПП63, | |
| Восстающие с углом наклона 60—90° | Телескопные перфораторы или специальные проходческие комплексы (КПВ-4, КПН-4) | >4 | Выше VII | ПТ-38; ПТ-48 |
Таблица 3. Переносные бурильные установки
| Тип установки | УБП-1 | ЛКР-1У |
| Диаметр шпуров, мм | 36-43 | 36-43 |
| Глубина шпуров, м | 2,25 | 2,0-2,2 |
| Усилие подачи, кН | 1,4 | 1,0 |
| Ход автоподатчика, мм | ||
| Высота установки, мм - с удлинителем | 1800-2400 2400-3000 | 2400-2700 |
| Масса, кг |
Таблица 4. Область применения переносных перфораторов
| Тип перфоратора | Диаметр бурения, мм | Глубина бурения, не более м | Коэф. крепости | Область применения |
| ПП-36 | 32-40 | 6 - 12 | Бурение шпуров при дроблении негабарита, вспомогательных работах | |
| ПП-50 | 36-40 | 6 - 14 | Бурение шпуров с пневмоподдержки | |
| ПП-54 | 40-46 | 6 - 16 | Бурение шпуров с пневмоподдержки и распорных колонок | |
| ПП-63 | 40-46 | 6 - 20 | Бурение шпуров с пневмоподдержки и распорных колонок | |
| ПП-80НВ, | 40-46 | 6 - 20 | Бурение шпуров с пневмоподдержки и распорных колонок | |
| ССБП-1К | 40-46 | 6 - 20 | Бурение шпуров с пневмоподдержки и распорных колонок |
Для пневмозаряжания шпуров гранулированными ВВ разрешены к применению следующие зарядчики: Курама, РПЗ-0,6; типа ЗП (ЗП-2; ЗП-5; ЗП-12; ЗП-25), ПЗЛ, ПЗЖ (ПШК), Ульба-10, Ульба-50.
Эжекторные зарядчики «Курама-7», «Курама-8»(ЭЗП-7 и ЭЗП-8) предназначены для заряжания россыпными ВВ горизонтальных, наклонных и вертикальных («Курама-8») шпуров диаметром от 34 до 56 мм. Зарядчики состоят из открытого бункера, эжектора, клапанного устройства и зарядной трубки.
Таблица 5. Техническая характеристика зарядчиков типа «Курама»
| «Курама-7» | «Курама-8» | |
| Емкость бункера, кг | ||
| Рабочее давление сжатого воздуха, МПа | 0,5-0,7 | 0,5-0,7 |
| Максимальная производительность, кг/мин | ||
| Масса, кг | 2,5 | 2,2 |
| Внутренний диаметр подводящего шланга, мм (не менее) | ||
| Длина зарядной трубки, м | 2,5 | 2,5 |
Нагнетательные порционные зарядчики типа ЗП с дозирующим устройством предназначены для заряжания шпуров и скважин любого направления. Порционные зарядчики типа ЗП конструктивно состоят из загрузочного устройства (бункера), камеры дозирования подающей порцию ВВ в зарядный шланг. Конструкции загрузочного устройства различаются по способу подачи ВВ в зарядчик.
Таблица 6. Техническая характеристика порционных зарядчиков типа ЗП
| ЗП-2 | ЗП-5 | ЗП-12 | ЗП-25 | |
| Мах объем дозирующей камеры, л | ||||
| Мах диаметр шпуров (скважин), мм | ||||
| Мах длина шпуров (скважин), мм | ||||
| Плотность заряжания, т/см3 | 1,2 | 1,2 | 1,2 | 1,2 |
| Рабочее давление сж.воздуха, МПа | 0,5-0,7 | 0,5-0,7 | 0,5-0,7 | 0,5-0,7 |
| Масса регулируемой порции, кг | 0,8-2,0 | 0,8-2,0 | 0,8-2,0 | 0,8-2,0 |
Возведение шахтной крепи является трудоемким и дорогостоящим процессом, занимающим до 25% общей длительности проходческого цикла при 30—45% общей стоимости проведения шахтной выработки. В зависимости от горно-геологических условий, назначения и сроков службы выработки крепятся деревянной крепью, металлической арочной или анкерной крепью и монолитной бетонной или железобетонной крепью.
Для возведения различных видов постоянной крепипри проведении горизонтальных и наклонных выработок, применяют машины для возведения крепи или крепеукладчики.
По назначению машины для возведения крепи подразделяют на машины для возведения разборной крепи, состоящей из отдельных, заранее заготовленных элементов, и для возведения неразборной крепи — монолитной бетонной и анкерной.
При проходке восстающих необходимо использовать комплексы КПВ и КПН, а также комбайны 2КВ и другие средства, в том числе подвесные полки, бурильные установки и т. д.