Машины с погружными пневмоударниками

Билет №24

1. Поддержание закладкой. Процесс закладки состоит в за­полнении выработанного пространства закладочным материа­лом: пустой породой, хвостами обогатительных фабрик и т. д. Этот способ широко распространен при подземной разработке руд цветных, редких металлов и золота.

Разработка с закладкой связана с большими расходами;, но иногда она является надежным средством поддержания,, способствует полноте извлечения руды, уменьшению расхода крепежного леса, пожаробезопасности работ, улучшению усло­вий вентиляции.

По степени заполнения выработанного пространства за­кладка может быть полной или частичной.

В зависимости от состава закладочного материала и спо­соба его транспортирования различают:

-сухую закладку — закладочный материал не содержит воды сверх его естествен­ной влажности;

- мокрую и глинизированную за­кладку— закладочный материал сухой, но поливается по мере заполнения выработанного пространства водой или пуль­пой из воды, глины и песка (применяется редко);

- гидрав­лическую закладку — смесь закладочного материала с водой в виде пульпы перемещается в выработанное простран­ство по трубам;

- твердеющую гидравлическую закладку, в состав которой входят компоненты, способные в водной среде отвердевать и цементировать закладочный массив;

- пневма­тическую закладку — сухой закладочный материал, пе­ремещается по трубам под действием сжатого воздуха.

 

Системы разработки с закладкой: система горизонтальных слоев с заклад­кой – вариант нисходящей слоевой выемки с твердеющей закладкой.

 

Система горизонтальных слоев с заклад­кой имеет следующие параметры: высота блока – 60-70 м; длина блока – 150-200 м; ширина блока – по мощности месторождения; высота слоя – 3…6 м; ширина заходок – до 4 м; угол наклона заходок – 3…5 °.

Очистные блоки имеют ортовую кольцевую подготовку, блок готовится на откаточном горизонте двумя полевыми штреками и центральным ортом. Горизонты сбиваются блоковыми восстающими и рудоспусками.

Блок отрабатывают горизонтальными слоями, начиная с верхнего под защитой искусственной кровли, которую для каждого очередного слоя образуют из твердеющей закладки по мере выемки вышележачего слоя. Выемка первого слоя блока, а также очистных заходок на других слоях, при несовпадении контуров рудных тел отрабатываемого слоя с контурами вышележачего слоя производится под естественной кровлей. Отработка запасов слоя производится одинарными или спаренными заходками высотой 3…6 м по обе стороны от разрезного слоевого орта. Зарезку слоя осуществляют из рудоспуска или восстающего, или по уклону из слоевой выработки. Очистные работы включают отбойку рудного массива, уборку рудной массы в рудоспуски, проветривание и крепление очистного пространства, выпуск и погрузку рудной массы из рудоспусков, установку в отработанных заходках изолирующих перемычек и заполнение выработанного пространства твердеющей закладкой. Отработка слоевых заходок ведется буро-взрывным способом, бурение шпуров производится установками ЛКР-1У и УПБ, а также буровыми каретками. Проветривание заходок осуществляется вентиляторами местного проветривания ВМ-6 на один магистральный трубопровод D=600 мм. Для доставки горной массы в блоках используется в основном погрузочно-доставочные машины ПТ-4 или ПД-2Э. Крепление очистного пространства в зависимости от прочности и структуры закладочного массива осуществляется рамами НДО, подвесной крепью или контрольными стойками из расчета 20 м² обнажения кровли на стойку. Кроме того, предусматривается армировка заходок перед закладкой с образованием подвесной крепи, связывающей между собой все заложенные по вертикали заходки и укладкой металлической сетки на почву выработки и ее креплении. Погашение выработанного пространства в блоке производится твердеющей закладкой по мере отработки слоевых заходок. Закладку заходок производят секциями, длина секции для жестких и расслаивающихся смесей составляет 15 м (объем секции около 150…200 м³), секции отделяются изолирующими перемычками. Погашению подлежат все горизонтальные слоевые выработки, полнота закладки выработанного пространства должна быть не менее 85 % по объему. Закладочный материал подается с закладочного комплекса на поверхности, по трубопроводам через восстающие в закладочные орты и далее в очистные заходки. Контроль прочности твердеющей закладки осуществляется электрометрическими датчиками контроля прочности.

Потери руды составляют 3…7 %, разубоживание определяется в зависимости от мощности рудного тела, ширины очистной заходки и содержания металла в руде и колеблется от 4 до 50 %.

 

Рисунок 2.1 Система разработки горизонтальными слоями с нисходящей выемкой и твердеющей закладкой. 1- откаточный штрек; 2- вентиляционно-закладочный штрек; 3- откаточный орт; 4- орт-заезд; 5- вентиляционный орт; 6- вентиляционно-закладочный орт; 7- блоковый восстающий; 8- вентиляционно-закладочный восстающий; 9- рудоспуск; 10- камера-отстойник; 11- перегрузочная площадка; 12- слоевой орт.

 

2. Современные виды крепей для поддержания горизонтальных под­земных горных выработок.

 

Горная крепь (рудничная, шахтная) — искусственные со­оружения, возводимые в выработках для предотвращения об­рушения окружающих пород и сохранения необходимых пло­щадей сечения, а также для управления горным давлением.

К горной крепи предъявляются следующие основные требова­ния: необходимо поддерживать выработку в рабочем состоянии в течение всего срока ее службы, быть простой в изготовлении, экономичной, удобной для транспортирования и возведения.

По сроку службы различают временные и постоянные крепи. Вре­менные крепи возводятся, как правило, в призабойной зоне до возведения постоянной крепи в породах, склонных к вывалам. По форме горная крепь бывает трапециевидной, прямоугольной, арочной и кольцевой; по периметру выработки — замкнутой и незамкнутой. По ха­рактеру деформируемости под действием горного давления крепь может быть жесткой, податливой или шарнирной. Жест­кая крепь не имеет податливых или шарнирных узлов. Приме­ром жесткой крепи могут служить бетонные и железобетонные крепи.

Под крепежной рамой понимают конструкцию горной крепи, изготовленной из дерева, металла или железобетона, прямоугольной, трапециевидной, арочной, круглой или иной формы. В отличие от рамной сплошная крепь полностью перекрывает кровлю и бока выработки, а иногда и почву. Вы­полняется такая крепь из монолитного бетона или сборного железобетона. К сплошной также относят и рамную крепь, ес­ли крепежные рамы установлены вплотную одна к другой.

В настоящие время в горных выработках применяют деревянную крепь, металлическую, монолитную бетонную, набрызг-бетонную, анкерную и комбинированную крепь.

Деревянная крепь целесообразна при сроке службы до 3 лет и умеренном горном давлении (до 70 МПа). Работы по возведению деревянной крепи в малой мере поддаются механизации и выполня­ются преимущественно вручную. При креплении деревом и давлении только со стороны кровли возможно использование потолочной крепи на крючьях.

Металлическую крепь в основном применяют для крепления капитальных и подготовительных выработок при сроке службы от 3 до 15 лет и более, проводимых по горным породам любой крепости и при любой форме поперечного сечения. Достоинства металлической крепи — прочность, долговечность, огнестойкость и возможность повторного использования. Крепь применяют в виде арок, колец, трапециевидных и бочкообразных рам, изготовляемых из стальных прокатных профилей типа СВП, двутавров, железнодорожных рельсов.

Торкрет-бетонная крепь. Торкрет-бетон состоит из цемента (с расходом до 750 кг на 1 м³ смеси), песчано-гравийного заполнителя с крупностью зерен до 5 мм и воды. Его наносят слоями толщиной 2 — 3 см на укрепляемую поверхность с помощью цемент-пушки под давлением сжатого воздуха 0,2 — 0,3 МПа. Прочность, плотность, водонепрони­цаемость, сцепление с породой и арматурой у торкрет-бетона выше, чем у обычного.

Набрызгбетонная крепь. Набрызгбетон в отличие от торкрет-бетона содержит более крупный заполнитель (до 25 мм) и ускоряющие твердение добавки, а расход цемента в нем не превышает 400 — 450 кг на 1 м³ смеси. Приблизительный его состав 1: А:Б= 1:2:2. В качестве ускоряющих твердение добавок применяют фтористый натрий, тонко­молотый алюминиевый спек в количестве 2 — 5% массы цемента. Набрызгбетон наносят на поверхность слоями по 5 — 7 см (суммарно до 20 — 30 см) с помощью пневматической набрызгмашины.

Железобетоном называют материал, в котором бетон и стальная арматура работают совместно. Благодаря этому железобетонные конструкции способны нести значительные сжимающие, изгибающие, а в некоторых случаях и растягивающие нагрузки.

Анкерная крепь представляет собой систему закрепленных в шпурах анкеров, расположенных по определенной сетке. Замок анкера прочно закрепляется в породах, окружающих выработку. Благодаря поддерживающим элементам (подхватам, опорным плит­кам) породы кровли (стенок, почвы) как бы сшиваются и происходит упрочнение массива пород, повышение устойчивости его обнажений. В настоящее время применяют металлические, железобетонные, деревянные и сталеполимерные анкеры.

 

 

Локальные методы

1. Понижение напряженности при забойной части массива, путем перераспределения напряжения в глубь массива.
2. Изменение прочности и упругих свойств при забойной части массивов
3. Дигозация при забойной части массива.

 

 

Локальный прогноз - это детальное изучение влияющих на выброс факторов. Показатель выброса опасности.

 

Предвестники внезапных выбросов -изменение крупности штаба при бурении шпуров и скважин.

- разделение кернов на диски (дискование)

- толчки на буровой инструмент и зажатие штанги

- изменение блеска угля

- образование облачка пыли у забоя

- похолодание воздуха у забоя

- усиление газа выделения

- увеличение длины отброса породы от задач при взрыве

- увеличение до 1 и более КИШ

- изменение сисмической и звуковой активности, но этот метод не всегда (как при горных ударах обеспечивают 100% надежность)

Горный удар- это явление динамической формы горного давления в виде хрупкого участка массива горных пород при котором происходит интенсивное дробление, измельчение и выброс пород или полезного ископаемого выработку, нарушение крепи ее смещение итд, что вызывает повреждение машин выработк и людей.

Удар сопровождается сисмическими колебаниями в окружающем массиве, резким звуком, воздушной волной и образованием пыли. Горному удару предшествует усиление давления на крень и цилики, а после удара возрастает давление на сменных участках.

 

Машины с погружными пневмоударниками

На рудниках получили распространение станки ударно-вращательного бурения с погружными пневмоударниками (БП) для бурения глубоких (до 50 м) скважин в породах средней крепости и крепких. Наибольшее распространение получили станки типа НКР (НКР-100МА, НКР-100МПА) оборудованные вращательным и подающим механизмами и погружным пневмоударником. Станки в конструктивном отношении выполняются обычно аналогично станкам вращательного бурения с пневматической подачей и при соответствующих режимах работы могут использовать­ся для бурения разведочных скважин резцовыми и алмазными корон­ками.

Основная особенность буровых машин с погружными пнев­моударниками заключается в том, что ударное действие и враще­ние осуществлены двумя независимо работающими механизма­ми. Наличие ударного механизма в пневмоударнике исключает передачу удара поршня через колонну штанг, что исключает снижение механической скорости бурения с увеличением глуби­ны скважины. Вращение и подача става штанг осуществляется непрерывно от вращателя с податчиком. В качестве привода вращателя используются электродвигатели или пневмодвигатели, что позволяет плавно регулировать частоту вращения бурово­го става от 0 до 2.5 с-¹.

 

Рисунок 2. Принципиальная схема конструкции станка НКР — 100:

1-редуктор с пневмозахватами; 2-буровая штанга; 3-погружной пневмоударник; 4-двигатель; 5—пневмоподатчик; 6-подающий патрон; 7-муфта для подвода сжатого воздуха

При ударно-вращательном бурении буровой машиной явля­ется погружной пневмоударник. Пневмоударники изготовляются двух типов: с индексом П для открытых горных работ и с индексом ПП для подземных горных работ. Цифра, стоящая за буквами, указывает на диаметр скважины в миллиметрах, а следующая за ними — ударную мощность в киловаттах.

 

 

5. Примерная структура управления горно-добывающим предпри­ятием приведена на рис. Предприятие возглавляет директор. Как правило, он имеет че­тырех заместителей, за которыми закреплены определенные сферы деятельности предприятия.

Управленческие решения руководства предприятия готовят ра­ботники функциональных подразделений предприятия. На схеме их четырнадцать. Их количество и функции на отдельных предпри­ятиях могут меняться.

Непосредственно работы по ведению производственного про­цесса осуществляются производственными участками. На схеме их десять. В конкретном случае, в зависимости от вида предприятия и его особенностей, их перечень и содержание деятельности индиви­дуально корректируются.

Специфика горно-добывающего производства характеризуется непрерывным и трудно предсказуемым изменением горно-геологи­ческих условий производства и постоянной необходимостью при­нятия управленческих, технологических, технических и организа­ционных решений в оперативном режиме повседневной работы. Это предопределяет децентрализационные тенденции в руковод­стве производственной деятельностью каждого предприятия.

Эксплуатационная деятельность горно-добывающих предпри­ятий в трудно прогнозируемых горно-геологических условиях весь­ма часто сталкивается с кризисными ситуациями, резко нарушаю­щими производственный процесс, условия и безопасность труда.

Для возможности преодоления этих неблагоприятных ситуаций, каждое горно-добывающее предприятие должно иметь надлежащие резервы материальных средств и специализированных трудовых ресурсов. Наличие таких зарезервированных возможностей, ис­пользование которых носит необходимый, но случайный и трудно прогнозируемый характер, существенно удорожает издержки про­изводства каждого конкретного предприятия.

Помимо этого, каждое горно-добывающее предприятие имеет од­нотипные с другими предприятиями своего района вспомогатель­ные и обслуживающие подразделения, незначительные масштабы деятельности которых малоэффективны и удорожают себестои­мость добычи полезных ископаемых. Все эти соображения явились основой для объединения однотип­ных горно-добывающих предприятий, расположенных в пределах одного территориального района, в производственные объединения.

Рис. 3.1. Примерная структура управления горно-добывающим пред­приятием

 

В производственном объединении все входящие в него шахты, разрезы (карьеры) имеют полную производственную самостоя­тельность в своей эксплуатационной деятельности по выполнению установленных для них объединением плановых показателей рабо­ты. При этом осуществляется централизация ряда производствен­ных функций. Централизуются: материально-техническое снабже­ние, маркетинговые исследования рынков сбыта своей продукции, сам сбыт добываемого полезного ископаемого, организация либо осуществление капитальных ремонтов горно-добывающего, про­ходческого и другого оборудования, воспроизводство основных про­изводственных фондов, осуществление горно-капитальных работ, монтаж сложной горной техники в забоях предприятий, подготовка кадров и прочее.

Одновременно с централизацией ряда производственных функ­ций производственные объединения централизуют ряд хозяйствен­ных и бытовых функций, выполнявшихся ранее каждым из пред­приятий. В их числе коммунально-бытовое обслуживание коллек­тивов предприятия, участие в содержании детских учреждений, социальное обслуживание работников и др.

Наличие указанных функций предопределяет необходимость централизации финансовых ресурсов и их распределение между структурными подразделениями производственного объединения. Централизация перечисленных производственных служб и под­разделений обслуживающей сферы повышает качество выполнения этих функций, снижает затраты и суммарные издержки производ­ства.

Объединение располагает более широкими возможностями для маневрирования материальными и денежными средствами, а также трудовыми ресурсами всех объединившихся предприятий.

Существенная черта объединения - наличие единого организа­ционного, производственно-технического и экономического ком­плекса, все составные элементы которого взаимосвязаны и взаимо­зависимы на основе централизации финансовых ресурсов, части производственных функций и сферы обслуживания производства.

Производственное объединение создается для выпуска одно­типных видов продукции. Оно состоит из структурных единиц -горно-добывающих предприятий, самостоятельно осуществляю­щих свою производственную деятельность. В его состав могут вхо­дить научно-исследовательские, проектно-конструкторские, техно­логические, строительные и другие подразделения.

В таком объединении происходит обобществление всех фаз процесса воспроизводства производственных мощностей, центра­лизация ряда вспомогательных и обслуживающих функций с ос­тавлением за объединившимися предприятиями производственно-хозяйственной самостоятельности. При этом объединение высту­пает в виде единой производственной системы, в виде единого предприятия, располагающего всеми его правами.

Входящие в его состав предприятия, как правило, имеют огра­ниченные права на распоряжение своими финансовыми ресурсами и выступают в роли производственных единиц.

С точки зрения внутренней структуры, объединение определя­ется как многоцеховое предприятие, где в виде цехов выступают единичные предприятия с ограниченной самостоятельностью, вы­пускающие однотипную продукцию. В отличие от единичных са­мостоятельно работающих предприятий производственное объеди­нение характеризуется более высокой степенью специализации и централизации производства. Для него характерна территориальная разобщенность его структурных подразделений.

В настоящее время большинство горно-добывающих предпри­ятий организовано в производственные объединения. В зависимости от форм собственности и порядка приобретения акций они носят названия акционерных обществ открытого или закрытого типа, названия частных и государственных предприятий. Финансовые объединения производственных объединений носят названия холдингов.