WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 |

Выполненные исследования показали, что наблюдаемое на ряде участков резкое снижение технико-экономических показателей очистных работ объясняется низкими значениями коэффициента машинного времени, обусловленными значительной длительностью простоев КГРП.

Технология добычи угля с использованием КГРП предусматривает значительные затраты времени на подготовительно-заключительные операции. В условиях разреза «Распадский» они составляют не менее 26%.

Значения данного показателя зависят главным образом от фактической длины отработанных камер и организации работ, принятой при извлечении оборудования из камеры и подготовке к выемке очередной камеры.

Как показывают расчеты, при выемке пласта мощностью m =2,1 м и средней длине очистной камеры 300 м максимальное значение суточного коэффициента машинного времени может достигать значения 0,75, а при длине 50м не превышает 0,5. При этом максимальная среднесуточная добыча КГРП соответствующая этим значениям составляет 8750 и 5900 тонн (рисунок 3,а).

Фактически достигнутые среднесуточные объемы добычи в условиях разреза «Распадский» на исследованных участках составляли 40 - 50% и меньше указанных максимальных значений. По данным хронометражных наблюдений значения суточного коэффициента машинного времени в периоды отработки этих участков не превышали 0,25 - 0,37, что связано с большой продолжительностью случайных, не предусмотренных графиком организации работ, простоев.

Случайные простои КГРП (рисунок 1) обусловлены главным образом: особенностями горно-геологических условий залегания пласта на отрабатываемых участках; обрушениями пород кровли в камерах; поломками механизмов, входящих в КГРП; затоплением камер; отсутствием транспортных средств для вывоза угля на поверхности.

Определяющее отрицательное влияние на продолжительность случайных простоев оказывают горно-геологические условия залегания пласта. До 80% случайных простоев КГРП от общего их количества непосредственно или косвенно связано с этим фактором. При этом следует отметить высокий уровень надежности КГРП, о чем свидетельствует относительно небольшое число простоев (2%, рисунок 1) из-за отказов входящего в него оборудования.

Основными причинами случайных простоев КГРП (рисунок 3,б) и снижения технико-экономических показателей очистных работ по геологическим факторам является наличие в пределах выемочного участка дизъюнктивных нарушений типа взбросов, сбросов, надвигов.

Рисунок 3 - Влияние непереходимых геологических нарушений на:

а - среднесуточные объемы добычи КГРП; б - продолжительность простоев КГРП

При подходе забоя очистной камеры к непереходимому дизъюнктивному геологическому нарушению проходку очистных камер прекращали. В связи с этим уменьшалась средняя длина очистных камер, снижались технико-экономические показатели очистных работ, и значительно увеличивались эксплуатационные потери полезного ископаемого. В большей степени это связано с дополнительными непроизводительными простоями КГРП при его переводах для отработки очередных камер и установках в новые рабочие положения.

Вблизи нарушений кровля пласта, как правило, является неустойчивой и обрушается при ее обнажении. Кроме того, переход дизъюнктивных нарушений связан с необходимостью подрывки вмещающих пород, уменьшением вынимаемой мощности пласта и нарушением прямолинейности става транспортера.

Отработка угольных пластов с использованием КГРП в зонах геологических нарушений сопряжена с большими техническими и экономическими рисками. Поэтому с целью предотвращения повреждений исполнительного органа и особенно завалов камеры горными породами, работы в очистных камерах при встрече исполнительным органом геологического нарушения прекращают, оборудование извлекают на поверхность, а выемку угля в данной камере в дальнейшем не возобновляют.

2. Направления развития фронтов горных работ и последовательность отработки очистных камер необходимо принимать с учетом величин амплитуд вертикальных смещений пласта в местах дизъюнктивных геологических нарушений и расположения этих нарушений относительно борта разреза.

Шахтными исследованиями установлено, что основным параметром, характеризующим нарушение, является амплитуда смещения пласта, от которой зависит зона влияния тектонических нарушений и объем присекаемых пород. В зависимости от амплитуды смещения пласта изменяется траектория движения очистного оборудования.

Прекращение очистных работ объясняется невозможностью маневрирования КГРП в вертикальной плоскости и в переводе его с одного уровня на другой на величину определяемую амплитудой нарушения.

Исследования показали, что переход КГРП (рисунок 4) дизъюнктивных нарушений неосуществим при встрече геологических нарушений с амплитудами вертикальных смещений пласта, большими их предельно допустимых значений. Так как в этом случае возникает опасность зажатия исполнительного органа КГРП в очистной камере, а также невозможность выдачи угля на дневную поверхность из-за изменения угла изгиба транспортера в вертикальной плоскости.

Выбор рационального направления движения КГРП, обеспечивающего переход геологического нарушения без значительных осложнений, должен осуществляться исходя из параметров геологического нарушения - формы нарушения (взброс, сброс) и амплитуды нарушения.

Рисунок 4 – Принципиальная схема перехода КГРП дизъюнктивных геологических нарушений:

1 - рабочая площадка; 2 – борт разреза; 3 – очистная камера; 4 – забой камеры; 5 – КГРП; 6 – многозвенный транспортер; 7 – исполнительный орган; 8 - геологическое нарушение; 9 – трещина разлома; 10 – расположение многозвенного транспортера при переходе нарушения; Lт – технически возможная длина камеры; S – расстояние от устья камеры до геологического нарушения; m – мощность угольного пласта; mв – вынимаемая мощность угольного пласта; h – амплитуда нарушения; - угол изгиба многозвенного транспортера.

С учетом вышеизложенного можно сделать вывод, что при переходе КГРП дизъюнктивных геологических нарушений предельно допустимые значения амплитуд hн вертикальных смещений пласта следует определять из выражения:

hн > min (hт, hи), (1)

где: hт – максимально допустимая величина амплитуды вертикальных смещений пласта по условию обеспечения надежного транспортирования угля в камере многозвенным транспортером; hи – максимально допустимая величина амплитуды вертикальных смещений пласта по условию исключения расклинивания исполнительного органа межу породами кровли и почвы пласта.

hт S·tg пр,

где: S – расстояние от устья очистной камеры до дизъюнктивного геологического нарушения; пр – предельно допустимое значение угла между плоскостью рабочей площадки, на которой смонтирован КГРП, и коробчатым многозвенным транспортером, при превышении которого происходит деформирование или разрушение коробчатого многозвенного транспортера.

hи mп – mо,

где: mп - мощность пласта на расстоянии S от борта разреза, mо -минимальная вынимаемая мощность пласта КГРП.

Предельно допустимые значения угла изгиба (пр) коробчатых многозвенных транспортеров КГРП, изготавливаемых американской фирмы SUPERIOR HIGHWALL MINERS, не превышает 100. Минимальная вынимаемая мощность пласта mо составляет 0,8м.

Переход геологического нарушения с амплитудами hн min (hт, hи) возможен, но при этом необходимо вести присечку вмещающих пород. В результате чего снижаются скорость подвигания и нагрузка на очистной забой, повышается износ оборудования и его аварийность, ухудшаются показатели качества добываемых углей по причине разубоживания. Поэтому величина предельного уровня присечки вмещающих пород должна обосновываться технико-экономическими расчетами для конкретных горно-геологических условий.

3. К числу основных требований при проектировании технологических схем отработки пластов с использованием КГРП следует относить создание в процессе ведения работ горно-технических ситуаций, обеспечивающих максимально возможную среднюю длину очистных камер. Выполнение данного требования в условиях разреза Распадский позволяет снизить эксплуатационные потери угля в 1,2 1,7 раза и увеличить среднесуточные объемы добычи на 20 - 50%

В результате выполненных шахтных исследований было установлено, что одним из важнейших факторов увеличения производительности КГРП и снижения потерь угля является максимизация длины очистных выработок.

Исследования показали, что на участках, в пределах которых находятся непереходимые дизъюнктивные геологические нарушения, средняя длина очистных камер в ряде случаев в 3-4 раза меньше длины камеры, обеспечиваемой техническими возможностями КГРП. Производительность труда при этом снижается на 30-60%, издержки производства возрастают на 30-40% и более, эксплутационные потери полезного ископаемого возрастают в несколько раз.

В эксплуатацию вовлекаются все более сложные по своему тектоническому строению выемочные участки, в результате чего снижаются технико-экономические показатели – уменьшается нагрузка на очистной забой и увеличивается себестоимость добычи.

Потери угля в целиках вблизи нарушений и на участках, интенсивно нарушенных дизъюнктивами, достигают сотен тысяч тонн.

Существенно уменьшить отрицательное влияние дизъюнктивных геологических нарушений можно путем рационального планирования горных работ с учетом места их расположения в пределах отрабатываемых участков.

Путем изменения пространственного расположения очистных камер можно управлять состоянием геомеханической системы в пределах выемочного участка, таким образом, чтобы в зону нарушения попадало ограниченное число очистных камер.

Степень влияния непереходимого геологического нарушения на среднюю длину камер в пределах отрабатываемого участка в значительной степени зависит от угла между бортом разреза и трещиной разлома, а также основных направлений развития фронтов очистных работ (от нарушения или к нарушению).

В целях оперативного выбора схемы развития горных работ относительно непереходимых геологических нарушений разработана классификация по характерным производственным ситуациям (таблица 1).

Таблица 1

Классификация непереходимых дизъюнктивных геологических нарушений и рекомендуемые схемы расположения очистных камер

Тип непереходимого дизъюнктивного геологического нарушения

Рекомендуемые принципиальные схемы расположения камер относительно борта разреза и непереходимого дизъюнктивного геологического нарушения

16

Дизъюнктивное геологическое нарушение не пересекает борт разреза

Схема №1:

= 0 – 20о, Smin >150 м, = 60-90 о

Схема №2:

= 0 – 20о, S= 50-150 м, = 30-60 о

Схема №3:

= 0 – 20о, Smax 50 м, = 70-90 о

Дизъюнктивное геологическое нарушение пересекает борт разреза

Схема №4:

= 70-90о, = 70-90 о

Схема №5:

= 30 – 70о, =30-70 о

Схема №6:

=20 – 30о, = 30-90 о

Условные обозначения: 1- рабочая площадка; 2 – дополнительная траншея; 3 – борт разреза; 4 – очистные камеры; 5 – междукамерные целики; 6 - геологическое нарушение; - угол между трещиной разлома геологического нарушения и бортом разреза; S – расстояние от борта разреза до геологического нарушения, – угол между очистной камерой и бортом разреза, - направление развития фронта очистных работ.

Выбор схемы (таблица 1) определяется горно-геологическими условиями, но главным образом зависит от угла между трещиной разлома геологического нарушения и бортом разреза и расстоянием от борта разреза до геологического нарушения.

Область применения технологической схемы определяется удельными затратами на добычу 1 тонны угля и обеспечением безопасного уровня ведения работ на сопряжении устья очистной камеры с бортом разреза.

Расстояние от борта разреза до геологического нарушения определяет длину очистных камер, а угол между трещиной разлома геологического нарушения и бортом разреза определяет количество очистных камер попадающих в зону тектонического влияния.

Сущность рекомендованных схемы развития горных работ состоит в том, что, зная места расположения и параметры дизъюнктивных геологических нарушений, очистные камеры проходятся параллельно или под небольшим углом к плоскости разрыва непереходимых дизъюнктивных геологических нарушений за пределами зон повышенной нарушенности пласта и вмещающих пород. Это позволяет увеличить среднюю длину очистных камер на 25 - 50% при отработке участков, осложненных типовыми непереходимыми дизъюнктивными геологическими нарушениями.

При реализации рекомендованных технологических схем очистные камеры необходимо располагать таким образом, чтобы трещины разлома дизъюнктивных геологических нарушений находились над междукамерными или технологическими целиками, оставляемым между выемочными блоками.

Использование рекомендуемых схем проведения очистных камер и направлений развития очистных работ, позволяет значительно повысить технико-экономические показатели работы КГРП, при небольших дополнительных затратах на доразведку условий залегания пласта в пределах выемочных участков.

17

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация является законченной научно-исследовательской квалификационной работой, в которой содержится решение актуальной задачи повышение технико-экономических показателей очистных работ и снижение потерь полезного ископаемого при выемке угля в бортах разрезов с использованием комплексов глубокой разработки пласта (КГРП).

Основные научные и практические результаты выполненных исследований:

Pages:     | 1 || 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»