CC BY
23
УДК 622.063
ОБОСНОВАНИЕ НЕОБХОДИМОСТИ СОЗДАНИЯ КОМПЛЕКСНЫХ МЕХАНИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ ИЗ МЕХКРЕПЕЙ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ
JUSTIFICATION THE ESTABLISHMENT OF COMPREHENSIVE MECHANIZED SYSTEMS OF FROM MECHANISED DIFFERENT TYPES
Торро Виктор Оскарович,
ст. преподаватель e-mail: [email protected] Torro Victor О senior teacher Кузнецов Евгений Владимирович, к.т.н. заместитель директора , тел. 38475 -2535 Kuznetsov Yevgeni V. С. ',Sc. (Engineering), Deputy Director
Ремезов Анатолий Владимирович д.т.н. проф. кафедры ГМиК, e-mail: [email protected] Remezov Anatoly V., Dr.Sc. (Engineering), Professor
Кузбасский государственный технический университет им.Т.Ф. Горбачева». Россия, 650000, г. Кемерово, ул. Весенняя, 28
T.F. Gorbachev Kuzbass State Technical University, 28 street Vesennyaya, Kemerovo, 650000, Russian Federation
Аннотация. В статье представлены основы обоснования создания комплексных механизированных систем из мехкрепей различного типа - полисистем.
Abstract. In article bases of a substantiation of creation of the complex mechanised systems from mechanized chock shield supports of different types - polysystems are presented.
Ключевые слова: горно - геологические условия, технологическая дисциплина, мехнизированная крепь, моносистема, комплексная механизированная система, полисистема, мобильность системы, безопасность и эффективность отработки.
Keywords: it is mountain - geological conditions, technological discipline, mechanised, monosystem, the complex mechanised system, polysystem, mobility of system, safety and efficiency of working off.
Разнообразие горно - геологических условий при отработке угольных месторождений, а также ситуации, возникающие в связи с нарушениями технологической дисциплины, вызывают необходимость, в ряде случаев, создание из крепей различного типа комплексных механизированных систем, позволяющих вести эффективную отработку пластовых месторождений. Особенно это характерно для отработки мощных угольных пластов в условиях сложной морфологии пласта и при наличии значительных водопритоков, поскольку моносистема, созданная из однотипных мехкрепей, используемых в составе механизированных комплексов, предопределяет наличие ряда ограничений связанных с его мобильностью.
Это понятие включает в себя качества крепей, способствующие возможности выполнения ряда действий, в случае возникновения необходимости их осуществления в процессе ведения очистных работ, а именно:
- по корректировке положения, как отдельной секции крепи, так и всего комплекса в целом;
- по изменению пространственной ориентации комплекса, необходимость в которой вызвана нарушением технологической дисциплины;
- при переходе нарушений;
- в случае не предусмотренного перемещения секций крепи на вентиляционный или конвейерный штреки;
- по сокращению или увеличению количества секций крепи;
- при значительном водопритоке в лаву;
- в случае изменения паспорта выемочного участка в части крепления сопряжений очистного забоя со штреками;
- при замене отдельных основных элементов секций крепи;
- в случае замены отдельных секций крепи;
- при необходимости изменения длины лавно-го конвейера;
- при ремонте комбайна;
- в случае обрушения пород кровли в приза-бойное пространство;
- при прорыве искусственной кровли;
- для обеспечения безопасных условий труда при подготовке к демонтажу комплекса;
- с целью создания условий, позволяющих эффективно и безопасно осуществить демонтаж комплекса.
Поэтому, даже абсолютно правильно сделанный выбор типа крепи и создание на её основе моносистемы для очистного забоя, не гарантирует её эффективной и безопасной эксплуатации в динамике когерентных условий среды выполнения запланированных и не запланированных операций технологического цикла.
Преодоление недостатка мобильности в значительной мере может быть осуществлено за счёт создания комплексных механизированных систем из мехкрепей различных типов (полисистем).
Примером этого может служить применение комбинаций различных типов механизированной крепи на шахтах юга Кузбасса, при отработке пласта 1У-У.
Общая средняя мощность пласта IV-V составляет 9,94 м, угол падения пласта 6-10°. Пласт сложного строения, содержит 2 породных прослоя, представленных алевролитом и углистым аргиллитом, общей мощностью 0,4 м. Коэффициент крепости угля по шкале Протодьяконова составляет 1,1, породных прослоев 2,9-4,5. Кровлей пласта IV-V является песчаник мощностью 14-22 м с прочностью на сжатие 115 МПа, в основании
которого залегает конгломерат мощностью 0,9-5,0 м с прочностью на сжатие 130 МПа.
1. На шахте «им. Ленина» в лаве 0-5-1-13 комбинированным механизированным комплексом сочетающим крепь 2М142К с крепью УКП5 отрабатывался первый (верхний) слой пласта IV-V с вынимаемой мощностью 4,5 м. Длина очистного забоя составляла 160 м. Глубина ведения очистных работ составляла 240-300 м. В лаве 0-5-1-13 располагалось 93 секции крепи 2М142К поддер-живающе-оградительного типа и 15 секций УКП5 оградительно-поддерживающего типа, установленных в нижней части лавы (см.рис.1).
Причиной относительной неудачи создания этого технического симбиоза явилась низкая несущая способность крепи УКП5 - (0,8-1,09) МПа, при требуемом значении 1,ЗМПа, приведшая в результате проявления горного давления к деформации элементов ряда секций крепи. Для сравнения несущая способность секции 2М142К составляет 1,462 МПа.
На шахте «Распадская-Коксовая», в лаве 0-5-3 с обводнёнными породами была сформирована полисистема сочетающая крепь 2М142А с несущей способностью 1,2МПа и крепь М145Р с несущей способностью 1,1 МПа.
Рис.1 Схема расположения секций крепи в очистном забое 0-5
-1-13
Рис.2 Схема расположения секций крепи в очистном забое 0-5-3
Лава 0-5-3 отрабатывала второй слой пласта IV-V с вынимаемой мощностью 4,5 м, под защитой межслоевой пачки угля мощностью 1,1-1,7 м. Длина очистного забоя составляла 172 м. Глубина ведения очистных работ составляла 320-475 м. В лаве 0-5-3 располагалось 106 секций крепи 2М142А поддерживающе-оградительного типа и 12 секций М145Р поддерживающего типа, установленных в нижней части лавы у конвейерного штрека 0-5-3 (см. рис. 2)
Конструктивные особенности крепи М145Р позволили существенно снизить трудоёмкость работ, связанных с операциями технологического цикла, выполняемыми на сопряжении конвейерного штрека с лавой: передвижкой крепи сопряжения, перегружателя и приводной станции лав-ного конвейера. Ранее эти затруднения возникали из - за значительной обводненности лавы и, как следствие, заштыбовывания сопряжения конвейерного штрека с очистным забоем.
Рассмотренные примеры наглядно показывают основные направления, которых необходимо придерживаться в процессе создания полисистем, а именно:
1. крепи, составляющие полисистему, должны отвечать основным требованиям выбора крепи по:
• углу падения пласта;
• мощности пласта;
• типу кровли;
• нагрузочным свойства кровли;
• несущая способность почвы
2. крепи, составляющие полисистему, должны обладать несущей способностью соответствующей горно - геологическим условиям их применения;
3. в конструктивном отношении крепи должны обладать максимумом качеств, перечисленных выше (т.е. мобильностью), способствующих возможности выполнения ряда действий, в динамике когерентных условий среды исполнения.
К возможным вариантам применения комбинированной крепи можно отнести использование крепи, предназначенной для отработки пластов меньшей мощности устанавливаемой в районах сопряжений лавы со штреками, при небольшой высоте штреков, сечение которых уменьшилось в результате горного давления.
Поскольку процесс использования комплексных механизированных систем из крепей различного типа - полисистем в настоящее время может развиваться и совершенствоваться только на существующей базе уже имеющихся и каким - либо образом проявивших себя в процессе эксплуатации мех. комплексов - это является сдерживающим фактором в деле их создания, а также эффективного и безопасного использования. В этой связи для разработки и внедрения высокоэффективных и безопасных полисистем возникает потребность в создании мобильных трансформируемых секций крепи (секций - трансформеров), позволяющих унифицировать процесс производства и эксплуатации вышеукзанных систем. И тем самым
вывести на новый технический и более безопасный уровень механизацию ведения горных работ по подземной добыче полезных ископаемых.
Выводы
1. Разнообразие горно - геологических условий при отработке угольных месторождений, а также ситуации, возникающие в связи с нарушениями технологической дисциплины, вызывают необходимость, в ряде случаев, создание из крепей различного типа комплексных механизированных систем (полисистем), позволяющих вести эффективную отработку пластовых месторождений.
2. В связи с возрастающей потребностью в создании плисистем возникает необходимость в раз-
работке мобильных трансформируемых секций крепи (секций - трансформеров), позволяющих унифицировать процесс производства и эксплуатации вышеукзанных систем.
3. Создание полисистем из крепей различного типа позволит увеличить мобильность механизированных агрегатов и повысить эффективность их эксплуатации.
4. Разработка полисистем из секций - трансформеров должна базироваться на принципах обеспечения безопасного ведения горных работ с достижением должного экономического эффекта при их использовании.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Способ разработки мощных пологих угольных пластов / Ю. И. Морозов, Н. Г. Сердобинцев, В. О. Торро и др. // Патент №2039262, 1995. - 7с.
2. Применение комбинированных механизированных крепей на шахтах Томь-Усинского района. / Кузнецов Е.В., Дедиков Е.А. // Сборник статей Международной научно-практической конференции «Закономерности и тенденции развития науки в современном обществе», (Уфа 5 декабря 2015 г.) 4.5 - Уфа, 2015.-С. 227-230
3. Исследование проявлений горного давления при отработке мощных пологих пластов наклонными слоями, оборудованными комплексами / В. О. Торро, С. И. Калинин, Н. Г. Сердобинцев // VII Межрегион. научно-техн. конф. «Освоение минеральных ресурсов Севера», Воркута. - 2008. - С. 81-89.
4. Исследования режимов работы механизированной крепи ZB-8000/21/356 при отработке угольного пласта с выпуском угля из подсечного слоя / В.О. Торро, С.И. Калинин, и др. // Уголь. - 2008. - №12. - С. 7-16.
5. Опыт отработки мощных пластов пологого залегания / В. О. Торро, В. П. Белов, А. В. Ремезов // Уголь, 2008-№1. С. 11-14.
6. Опыт отработки мощных пологих пластов в Кузбассе / В.О. Торро, В.А. Ремезов и др. // Кемерово: ООО «ОФСЕТ», 2015. - 898с.
7. Проблемы технического и технологического перевооружения угольных шахт Кузбасса на примере ЗАО «Южкузбассуголь» / В. О. Торро, С. Р. Ногих, С. В. Ясюченя, М. К. Дурнин, // Горный информационно-аналитический журнал МГГУ, 2008. - №11. С.151-155.
8. Исследование проявления горного давления при отработке мощного пласта с выпуском угля из подкровельной пачки / В.О. Торро, С.И. Калинин, Н.Г. Сердобинцев, И.С. Биктимиров, С.А. Новосельцев / Уголь.-2009.- №1,- С.64-67.
9. Исследование проявлений горного давления при отработке мощного пологого пласта наклонными слоями в восходящем порядке в лабораторных условиях / В.О. Торро, Ю.И. Морозов, Н.Г. Сердобинцев, A.B. Ремезов // Вестник Кузбасского государственного технического университета. - 2011. - № 6. -С. 13-15.
10. Исследование проявлений горного давления при отработке мощного пологого пласта наклонными слоями в восходящем порядке в шахтных условиях / В.О. Торро, Ю.И. Морозов, Н.Г. Сердобинцев, A.B. Ремезов // Вестник Кузбасского государственного технического университета. - 2011,- № 6. - С15-17.
11. Возможность установления некоторых количественных требований надёжности / В.О. Торро,
A.B. Ремезов // Вестник Кузбасского государственного технического университета. - 2014.- № 2.-С 31-34.
12. Необходимость создания интеллектуальных систем нового уровня управления всех технологических процессов для обеспечения безопасности труда при подземной добыче угля / A.B. Ремезов,
B.О.Торро и др. // III Международная научно-практическая конференция «Современные тенденции и инновации в науке и производстве», Междуреченск. - 2014. - С. 58-59.
13. Разработка технологических схем отработки мощных пологих пластов наклонными слоями с восходящим порядком выемки слоев / В. О. Торро, А. В. Ремезов // Материалы II Международной научно-практической конференции, Уфа, 29-30 сентября 2014 г.- РИО ИЦИПТ (Исследовательский центр Информационно-правовых технологий). - С. 131-143.
14. Определение приоритетности различных параметров в обосновании возможности применения способа отработки мощных пологих пластов угля наклонными слоями. Ч. 1 / В. О. Торро, А. В. Ремезов //
Материалы II Международной научно-практической конференции, Уфа, 29-30 сентября 2014 г.- РИО ИЦИПТ (Исследовательский центр Информационно-правовых технологий). - С. 143-156.
15. Определение приоритетности различных параметров в обосновании возможности применения способа отработки мощных пологих пластов угля наклонными слоями. Ч. 2/ В. О. Торро, А. В. Ремезов // Материалы II Международной научно-практической конференции, Уфа, 29-30 сентября 2014 г.- РИО ИЦИПТ (Исследовательский центр Информационно-правовых технологий). - С. 157-169.
REFERENCES
1. Sposob razrabotki moshhnyh pologih ugol'nyh plastov / Ju. I. Morozov, N. G. Serdobincev, V. O. Torro i dr. // Patent №2039262, 1995. - 7s.
2. Primenenie kombinirovannyh mehanizirovannyh krepej na shahtah Tom'-Usinskogo rajona. / Kuznecov E.V., Dedikov E.A. // Sbornik statej Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii «Zakonomernosti i tendencii razvitija nauki v sovremennom obshhestve», (Ufa 5 dekabrja 2015 g.) Ch.5 - Ufa, 2015. - S. 227-230
3. Issledovanie projavlenij gornogo davlenija pri otrabotke moshhnyh pologih plastov na-klonnymi slojami, oborudovannymi kompleksami / V. O. Torro, S. I. Kalinin, N. G. Serdobincev // VII Mezhregion. nauchno-tehn. konf. «Osvoenie mineral'nyh resursov Severa», Vorkuta. - 2008. - S. 81-89.
4. Issledovanija rezhimov raboty mehanizirovannoj krepi ZB-8000/21/356 pri otrabotke ugol'-nogo plasta s vypuskom uglja iz podsechnogo sloja / V.O. Torro, S.I. Kalinin, i dr. // Ugol'. - 2008. - №12. - S. 7-16.
5. Opyt otrabotki moshhnyh plastov pologogo zaleganija / V. O. Torro, V. P. Belov, А. V. Remezov // Ugol', 2008-№1. S. 11-14.
6. Opyt otrabotki moshhnyh pologih plastov v Kuzbasse / V.O. Torro, V.A. Remezov i dr. // Keme-rovo: ООО «OFSET», 2015. - 898s.
7. Problemy tehnicheskogo i tehnologicheskogo perevooruzhenija ugol'nyh shaht Kuzbassa na primere ZAO «Juzhkuzbassugol'» / V. O. Torro, S. R. Nogih, S. V. Jasjuchenja, M. K. Durnin, // Gornyj informacionno-analiticheskij zhurnal MGGU, 2008. - №11. S.151-155.
8. Issledovanie projavlenija gornogo davlenija pri otrabotke moshhnogo plasta s vypuskom uglja iz podkrovel'noj pachki / V.O. Torro, S.I. Kalinin, N.G. Serdobincev, I.S. Biktimirov, S.A. Novo-sel'cev / Ugol'.-2009.- №1.- S.64-67.
9. Issledovanie projavlenij gornogo davlenija pri otrabotke moshhnogo pologogo plasta na-klonnymi slojami v voshodjashhem porjadke v laboratornyh uslovijah / V.O. Torro, Ju.I. Morozov, N.G. Serdobincev, A.V. Remezov // Vestnik Kuzbasskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta.-2011,- № 6. - S13-15.
10. Issledovanie projavlenij gornogo davlenija pri otrabotke moshhnogo pologogo plasta naklonnymi slojami v voshodjashhem porjadke v shahtnyh uslovijah / V.O. Torro, Ju.I. Morozov, N.G. Serdobincev, A.V. Remezov // Vestnik Kuzbasskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta.-2011,- № 6. - S15-17.
11. Vozmozhnost' ustanovlenija nekotoryh kolichestvennyh trebovanij nadjozhnosti / V.O. Torro, A.V. Remezov // Vestnik Kuzbasskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta.-2014.- № 2.-S 31-34.
12. Neobhodimost' sozdanija intellektual'nyh sistem novogo urovnja upravlenija vseh tehnologicheskih processov dlja obespechenija bezopasnosti truda pri podzemnoj dobyche uglja / A.V. Remezov, V.O.Torro i dr. // III Mezhdunarodnaja nauchno-prakticheskaja konferencija «Sovremennye tendencii i innovacii v nauke i proizvodstve», Mezhdurechensk. - 2014. - S. 58-59.
13. Razrabotka tehnologicheskih shem otrabotki moshhnyh pologih plastov naklonnymi slojami s voshodjashhim porjadkom vyemki sloev / V. O. Torro, А. V. Remezov // Materialy II Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii, Ufa, 29-30 sentjabrja 2014 g.- RIO ICIPT (Issledovatel'skij centr Informacionno-pravovyh tehnologij). - S. 131-143.
14. Opredelenie prioritetnosti razlichnyh parametrov v obosnovanii vozmozhnosti primenenija sposoba otrabotki moshhnyh pologih plastov uglja naklonnymi slojami. Ch. 1 / V. O. Torro, А. V. Remezov // Materialy II Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii, Ufa, 29-30 sentjabrja 2014 g.- RIO ICIPT (Issledovatel'skij centr Informacionno-pravovyh tehnologij). - S. 143-156.
15. Opredelenie prioritetnosti razlichnyh parametrov v obosnovanii vozmozhnosti primenenija sposoba otrabotki moshhnyh pologih plastov uglja naklonnymi slojami. Ch. 2/ V. O. Torro, А. V. Re-mezov // Materialy II Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii, Ufa, 29-30 sentjabrja 2014 g.- RIO ICIPT (Issledovatel'skij centr Informacionno-pravovyh tehnologij). - S. 157-169.
Поступило в редакцию 22 .11.2016 Received 22 November 2016
