автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.04, диссертация на тему:Научное обоснование комбайновой технологии проведения наклонных стволов в условиях многолетнемерзлых россыпей

'ГО

(Н 9*1

ЬСУДАРСТЗЕКНКЙ КОМИТЕТ РИСР ПО ДЕЛА!,! ПАУНИ И ВЫСШЕЙ ШКОЛУ

Ленинградский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени горний институт голени Г.В.Плеханова

Ка правах рукописи

ЕГОРОВ Илья Кириллович

. НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ КОМБАЯНОВОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПРОВЕДЕНИЯ НАКЛОННЫХ СТВОЛОВ В УСЛОВИЯХ ШОГОЛЕТНЕ,МЕРЗЛЫХ РОССЫПЕП

Специальность 05.15.04 - Шахтное

строительство

Автореферат

диссертации из соискание ученой степени кандидата тотгк.ских наук

Ленинград - 1991

Робота выполнена в Якутском ордспа Дружбы народов государственном университете.

Научный руководитель - кандидат технических наук, доцент

Тимофеев Олег Владимирович

Официальные оппоненты\ доктор технических наук, профессор

Нильва Эрнольд Элявич

кандидат технических наук, доионт Долгий Иван Емельянова

Ведущее предприятие - ПО "Якутзолото"

Зоищта состоится " ¿¿¿С/Ъ^. -е^ 19?! года в /р час. ¿¿О млн. на заседании специализированного совета Д 063.15.03 при Ленинградском ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени горном институте имени Г.В.Плеханова по адресу: 199026, Ленинград, 21 линия, д.2, ауд. /У6О .

С диссертацией можно ознакомиться В библиотеке Лепил -градского горного института и.\;.Г.В.Плеханова.

Автореферат разослан /Г» 1551 года.

Ученый секретарь специализированного совета, канд.техн.наук, доц.

В Л'. Очкуров

9огсн;.-.; ГОСУДАРСТВ г.Ь и Б!«£Л'?ОТ!:кл

Д •• А - 3 -

•г.-:! сещя хлрактержбжа. работы

„^.^енДапщя снпзенпя среднего оодзргаши пшгезпого компо--таттггг^'цосках требует ввода в экогшуатацив рооошшых га ото-роздоиаЗ о гдубпной залзгания до 120 и, а такко нарагявагая шхтещлБНоозя отрайотгл: пзбол&шгх по запаса*.г мзоторогдопгй, ра-бросании на Go-.-bc.oit пладэдк. В от условиях псглглешге .эффз^яцзкооа-ц расррботю! глгсголстаслорсллл роосглой подзепгач спеоаЗсм ерсбуа? усогораеаотЕонапня всех т-охколозлгчзстггх яро-шсзсз производства ;г а сзрлрэ о*:эрздь ускорена ирог5дэ1сгя

па:пс:;г:л;: стголсз. Суцеотвуг.гпя тазполсггя про~>-догзя наклепах сикуза буромриряп опс-ссбо»* явгпутщ огсо--по;!, ?ру,г о^тоЗ и дорогоес бо:ш:ш оСъ'ж,: атгеяего

рупого ГрГД1и. ОДДПД ПЗ .ПЗрСПЗКТПЭШХ ПаГОгЗ'ОПДЙ В ойЗГЬ

стл язлло^сл пракэгоио хоиЗг&иозоЗ црехедгг зь-ргботег'.. Одного юге;:":,; псъчув ¡."ллллсацпа прозедепкя паклимых етвояси л уолагсях резеуппкх сеоторо^ешй 0дерп:д5сз?зя отсутотвязг* пучио-хсо^дог^тальсяглс рсйст по сЗсзпозапп'з црпгвяплссг.г •;зри.^по гиду сг.сз :.глх гроходчяекпх г.сбайяоз в ноэнх упл<*лг;--х,

ЙО СХЗуО.':рВЛ!ПЗЕЗТ Г.ЧЗуаЛЬНОСТГ» З'.'ЯПДПЭЮЕХ ПССГ.-ЗДО.Э'т.'!,

оторцв изпооредо'гг-'зт.тю связаны с тегаспгсЗ ВС3 ^утс?:;*..'!? г«4«- ' ¿.¿¿апрелю га (хездсгсгср 14, ,'5 госрзглстргцпя >.о^сгсзор 3 35, ~ гсороглстрсплп 012300X5345).

ш^отн - паучке» с^озпогагао г^ЗгЯпопай гчял.'."- • ..¿л прс.;'."-дсягл иг:.т'.::о:гл!;х с тлели ла оскоп лиявлопяя г^с'"-.-г^лродгг;;. ч г?хтслогпчтеглг «г я

.■рццосо гроходкл.

■Цел ргЛсп; - 2Д:с::Л!£ЛТ0Я 3 Г»«!5;ЯЯЗа СКОТ«"^ ?-?ПСЛГ-.

^.:■;■• склх л по-:сар;'г.--:а!1их п кокЗс-Л-юзоЗ

¡:;;сходгл келлоншл сглсдсз. обсаг.з'пгягггнх ".езтоззюзг'. чо ¡фшенеияд л услсзллл. ;.,лсгслотг-?,г>рзллх росс'той. очпачя испл?докгвк":

- раораЗо^ать г.итод научного ибегновгпи ксиЛаЯи&УЯ тогнолсгви «рогодчпия наллшвдх стволов и грродц«: на ослов'-; сзс:з!п;ого подхода;

- выазить из обходила для указанной цояи паргигзтры 1!а-¡¿хашшх стволов, их тепдсзсй рггпш по дгя¡¡а и фара: пряссч-ки твердых включений;

- разработать и исследовать тохнологичоекиа схеми проходки пакленных стволе2 горнопроходческие комбайнами ГОКС с транспортники ерздегвада: циклического.и нспрэразного дой-стенл;

•- исследовать олеыонтн ироходчоского цикла и усовершенствовать ызтодиху определения произЕСдитэяьноети гориспроход-десэшх комбайнов применительно .в -усясзвда многолетнокзрешое россыпей; .

- разработать рексакщдадая па поавзэнив рабогсспособ-ности комбайгкх П1КС и прхиекошш коибайновсЯ технологии в условиях иноголотнемерэлых росскпай; . ::.,..

- разработать проект норм выработки на проаедокла нак-«онних стволов проходческий кошлоксса, включазл^а всиб&йи ГПКС;

- сцепить эконоштеску» в^фзауивиость и область приаз-НОШ1Я комбайновой технологии.

Кетодн исследований вклачают анализ и научное обобщение опита обоснования и внедрения ногой тохниг.!-:. и технологии разработки ыноголотноиэрэлш: россыпей,' системой анализ понкурирувецтх, технологий и аналитические расчета; ыедслиро-ванио, лабораторные и шахтные исследования, статистическую обработку данных.

Научные полсаания, прэдетапланню к зацито:

- метод обоснования комбайновой технологии проведения наклонных ствсшоз в условиях ыноголетнеыерзлых россыпей, основанный на использовании информационно-логической подели в виде структурной систеиы, учитываюцей 19 факторов;

- зависимость технической производительности горнопроходческого комбайна ПШС от температуры ыноголетнеыерзлого массива £прочности пород), которая характеризуется регрессионной кривой;

- классификация многолетнсиерзлых пород по трудности рт>-работки горнопроходческим комбайном, критериями которой яяля-гтгся длительности забуривания на длину режущей голояки п однородном забсе или отбойки породы при неоднородней пабо.

Достоверность обоснована больпшм объеисм лабораторных я вахт шве исследования, тепловых съемок в массиве я приоабейчг« пространства, а также хроноцетраотшх наблюдений. Последние обработана вероятностнсь^статистичосяими методами на ЭВМ.

Презедёно~45б опыте? по определении длительности забур;-вакия на длину регсущеЯ головки и отбойки порода, столько измерений плещадн сечения стволов, 180 тепловых съемок я массиве, 90 маршрутных тепловых съемок по длина ствола, якп<\«" ноно 100 эскизов и фотографий с описанием характеристик структур и форт присечни твердых включений, проведено 100 опытов по определении предельных углов наклона стволов, ?.0 опитсо по определении прочности твердых включений. Для сравнения износостойкости испытано более 350 резцов типа И-90В, И-901»», И-79, РКС-1,' ЗР-4-80. Проведено описание литологических разрезов 40 наклонных стволов.

Научная новизна исследований заключается в следует,ем:

- разработан метод обоснования комбайновой технологии проведения горных выработок на основе структурной системы исследований, включающей комплекс из 19 влияющих факторов природного, технологического, конструктивного, экономического и экологического характера;

- разработана классификация многолетнеиерзлых пород, основанная на показателях трудности разработки пород в забое проходческим комбайном со стреловидным исполнительным органе»«;

- установлена зависимость производительности проходческого комбайнового комплекса от прочностных и теплегых сзойстя пород многолетнеиерзлкх россыпей.'

Личнкй вклад автора состоит в разработке научных положений и рекомендаций, представленьис з диссертации, и в проведении теоретических, яаберячорркх п иахтных исследований.

Апробация рабски. Octiosisa псяог-зпзд даесортецин дсцда-хаделнсь на: 1У Всесоюзной и^учло-тсхкивдсксм созецаиш "Ос-но^низ направления посинения та>пкч;-екого ур«снл производства при разработка россшвге; иэсуороздоша" (Угадан, 1978), У.1Х1 Всассззйса сгмхиарз по исследоггшиа горного давления в ■ способов й&шчаяьшх и цодгсто'витояьшх ваработоа

(Якуте;;, IS3J) БсесоэзнеЗ lt.ело .пзредовего опита по пр;гг.-.~ иоииа прзгодчасках ко.;гипйпег пр». р&зр&бо?кэ .шогояетшюрз-гиг рсссш0й"-(Кугар_? 1882),'У республиканской конференции иододыггучогзд и сцвцнаяис^оз (Якутск, 1934), ВссссазксП коцфероцЕрш по ускорзши научного програссз в сел сто- и {щ-'иаэодибузавгзй преклщэкяоети (Иркутск, 1935) , УН • конфэроа-цка изучней мелодией по «опросам геокриологии (Якутск, 1936), !»y«ja6-npasiK4£CK0fi 'контракции ."Путо. акршиэацис чэлсвечсс-:кого фактора и усклрвшя' овенеюгейекого-к ссцпмлъпого радов-тия районов Qsjäspa в сзетс. реязнкй ХХУ1Х съезда КПСС" Шага»

.100?), III Всесоюзной кснрре1£п:ш по иохакже ц физккь. дьда {Mocssa, 1986), -региональной ксн^ронции "|Ь:н-,зральизз ¿■ь-рье" (Неэосгбирск, 1988). ', ,

Практичаская значимость работ». Разработаю! рзке.'ондацш; но выбору 5ф$;да«вной технологии проведения наклонят смел cd Щ оинрао 81ИОЯЦ9ШОЕ ИССЛОДОЗйННЙ ДВЯ условий Ш1СГМЕе«»*»р-¡гэдг росишэй',' ио&водлщиз' сравнить насколько вариантов по ецзиоцика На основе разработанной классификации

Ш!сгсл--5тнека'ррлах пород по трудности релработки горнопроходческий коибзйуоуу»*ад08Лвн?1 техническая производительность ¡¿сибайиа Щйдзя/выбора транспортных нааии, технологических схеи, олродслошя" скорости проходки, гргфжев организации работ ь Зиб&з, _TOXHViKQ-SKOKCiK4QCituj: расчетов к разработка прс-ечтвдедм выработки.-' •:.•"! •' -'••

'Реализация работы. Разработанный иетод обоснования ксм-С'^новой технологии применен НИСои Якутского государственного университета для разработки новых технологий разведки и разработки россыпных месторождений. Проект нора выработки на проведение наклонных стволов с учетпи установленной технической

црсизводятельности комбайна ШС пряячт ЩОГцветгзтом ССС? ■для разработет отраслевых норм выработки. РазрайстЕятшл ï-'v-колотая проведения наклонных стваюв экзпсклровалаоь-па ЗДНХ СССР и внедрена в производство. Эаоноетчэояпй' dÇJcxt от внедрения ксмбаЗновоЭ технологии проведения наклонных стволов' соотявял бодео I млн.руб.

ПгЬляигяги» По штэргалй'л дЕссэртБц'пз опу&гаковрно 14 научных работ. •

Структура и об ген работа. Детсзртгпня оортокт из вве-дэгая, 4 глаз, выводов по'гяазпи, аг>хдачсняя, иэлояэшых на 152 страницах гашпшппсного топота, ■ содэрлпт 24 рзсунка, 30 таблиц, опкоох иопользовенкоЗ литературы из 134 папг.тзпсвпнЕЗ я 3 пргясееяпЗ.

• ' ССНОШСЗ СОДЕРЗМЙЕ РАБСШ

СЗзор к аучнзз го след га шла по разрсбстпэ Hdyiçr-cnocD-боз разрушения и резупрочиенпя многолзтнемзрзлцх перса.агак-зал, что большим тво отях рсбст перспективна, но паходдтея в СТПД1ГГ: лабораторных я одиночках шахтках эксперимеатоБ. .Тса-r;iIvICHI-3jQ буровзрывной опособ преходи наклонных стволсэ 3 уалоглях многолетней мерзлота имеот шзяув. эф^ектнетс-сть взгду недостаточной прозззодктельноота н бачка его объз'а ручного труда, повышетой опаоноота горных работ. На угольных пахтая з СССР п за рубеяом azprao применяется коглбсЗновая технология провздепзя выработок, обеспечивавдая шеокпй уровень механизации проходческих работ в производительности •груда, белее безопасные и ком$ортныз его условия.

Значительный вклад в научное обоснование комбайновой технологии проведения выработок на угольных шахтах внесли ЙГД им.А.А.Скочинокого, МГИ, ЛД1, отраслевые института Икнут лэпр ома СССР и ряд других инотитутоз.

Но' эти исследования не проводились на россыпных изо-тороэденйях, существенно отличашихоя от угольных по своим горно-геологическим и природным условиям.

- а „

Iíüjjíc успешного шедрвцщя коийойаоьой технологии проta» д^иая наысшшх стволов з комбината "Кула? золото" к более ш-рокоьу еа внедрении шдилачидась ИШИ-1 ж КГ"С НЩ.

8 основу научного обоснования комбайновой тахниланш щюьедент наклигших сигшгсш в условиях шогшгетдашрзлуг рос-с.ашй не л oso н системны¡1 подход, как болае прогрессивный, Для inoro раарейотена "Структурная систещ" (табд.1), представ-лладоя ац^оршцишно-ч'шгпческую модэль цроцесоа обоснования» Уотипомепная иосдедовмшшюсть факторов от ИФ1 до ©19 (строп, 2) показьшедт кх логачесгуь ааьасимость, когда прод-шистьуидай фактор слупит базой для реокрытия пооледущаго. Третья строка содэракт перечень ксследуешх факторов. Четвер-кш строка - порядок ах определения в ходе научной работы. Дал функционирования систсш необходимы (отвоза 5) иоходиай данные до 1ÜI ... №6 и набор оценочна* коОДицизнтое Kg ••• дда исследования факторов ®6 ... Щ>ТЭ. . Установлены оледувщяе двашасгщ кзиекейия иоходачх даа-ых: удалйинооя. ыеатороаден(й1от базу ¿j а. 1,0 ... 100 bu; глубина разработки мест0Г)0»дедвЙ и 20 ... IDO и; теы-

ttipuTypu на днариоЙ поверхности Í => -45°С ... ч25°С; ллшермура» шсовзе "Г . « ... -3uCj платность верадых /юрод ьарьирувт ст 6 до 95 процентов; плотность . шрзлах пород У «.1,5 ... 2,8 т/и3; еапасы иовеаного не ко паи него J3 к II) ... 100'тио,иа на одяу вахту,

Сршнегшо тжурврувя^Х тагкегогы и выбор горнопроходческого кемоайла производят ta ни Ьачч твирый! шахти, riujpateuvpij цотсроЛ вопофаушм ю вдашрпних «(M#$iJKima

•С Н « L > 10 я»| • У, 2,0 тА"Л 3 <*. . ооцдоя цякдсяиогр о «¡osa

: Ъ^Му (1 >

Si i' ~ иласада сачевая иакдшкого ствола Ери оу-№стьуодей и воибайиоиоа технологиях, n?. llpe K¿» 0,е...1,0 эдфьвшай' комбайн соответствует типовому сечении наклонних

Г.И.-ОЛОЦ.

и:

п X о И Ж

к м

Ю Ж

X

с

ГО

к с>

Е о

к

си ■ д; -

<¿4

|Я о

к

1—1

£1

нч

»-Н

СО в<

' г

к

»ч

01

1—1 со

со

д о —

сп

о>

о

Й

' К' и го оэ —г-1

е>х

со

го

Xх

СП

о>

леографическ.ие, климатические, горнотехнические условия

Геокриологические и геологические условия

Тепловой режим в массиве.

- И$3

Тепловой режим в пряза-бойноы пространстве

Дьдистость мерзлых пород

Параметры выработки

ИФб

Темпы ведении проход-.' ческих работ

Мобильность комплекта оборудования в шахте ■

- ИФВ

Темпы перемещения комплекта оборудования

Интенсивность технологии

-ИМО

Техническая совмзсти-мость

Технологическая совместимость

- И412

Совместимость по числу рабочих

Совместимость по объему работ на I ствол;

Затраты на организацию технологий

ГИФ15

Экономичность технологии

Охраноспособность трудящихся

- ИМ 7 —

Охраноспособность выработки

■ ИМ 8

Охраноспособность окружающей среды

- ИЙ9

к о

У

Я

в

1-3

р>

расадтуле принято ¿/«9,0м2, а<5йсоответственно 8,2u2 для 4ПУ и 9,0м2 дня ГПКС и 4ПП-2.

Коэффициент темпов ведения проходческих работ

у - у*.

Л*" vß ; (2)

где Vi и Vg,— скорости проходки при существующей и комбайновой технологиях, м/ыас (при угле наклона ствола^З =12^, коэффициенте крепости кзрзлых пород </=3 и сечзнин ствола S «Э.Ом2^ При Кг,<1,0 комбайн эффективен. При расчетах принято Vi»80 м/uec., а (по методике.ЙГД им. А.А.Скочинского) 100, 140 и 160 и/ив с соответственно дяя 4ПУ, ГПКС и 4ПП-2.

Коэффициент мобильности комплекта оборудования в подзем-

них условиях^ Ml.i+Mi.Z + Mi.3 .

' (3)

гдеА^иМ6- длительность перемещения оборудования для срав-шшаемых технологий из одного забоя в другой с учетом монтажа и демонтажа, шш.М^йЛ^у- длительность соответствующих де\-монтажных работ в первой забое, мин. По ЕНВМ^с=20«ин, аМйЛ соотвественно 10, 12,5 и 20 мин.' для комбайнов 4ПУ, ГПКС, 4ПП-2.МаиМыг длительность перемещения оборудования из одного забоя в другой, мин.

• Л/1

IVkt VBBP _ßM (3.1)

„ H^vw,' (3.2)

где См - длина участка перемещения, зависящая от размеров шахтного поля, м.Убвр=1.66 м/мин - средняя скорость перемещения оборудования существующей технологии, принятая по ЕНВ. Viöh" техническая скорость передвижения комбайна: 2,4 , 6,8 и 2,0 м/мин для 4ПУ, П1КС и 4ПП-2.М^иМ«л- длительность монтажа соответствующего оборудования во второй забое, мин. По ЕНВМ/£=32 мин., aMs.jсоответственно 10, 15 и 20 мин для комбайнов 4ПУ, ГПКС и 4ПП-2.

Коэффициент темпов перемещения комплекта оборудования на дневной поверхности:

к,-

гдо ¿Л и - длительность перенесения оборудования сравнивав-1шх технология с одной пахты на другуи с учзтом ионтаха и демонтажа, сут.Р^иЦг<{- длительность доцонтага соответствуинюгс оборудования в ствола, перемещения его на дневную поверхность и погрузки на прицеп.Д^ =1 сутравно 0,6 , 0,5 и З.Оеу'г, соответственно для ксибайноз 4ПУ, ГПКС и 4ПП-2.

Тяговьм расчетом определено и практикой под*, ы.-:-. . чтс для перевозки демонтированного комбайна 4ПП-2 н.-л*!*. . два рэйса трактора ТЮО, а для 4ПУ и ГПКС один репс- .

длительность перемещения сравниваемого об?;>. вання на слодусщуп вахту, сут.

п I «.я

Дм" «" (4-г)

где Ь - расстогшке пора аз да, кы;Уг'р средние скорости

двизения трактора ТЮО по тундре, ш/чг.с; П, - число рейсов.

длительность разгрузки оборудования, перемещение его к забою.и монтаяа на новом месте, сут.2)^.э=0,5 сут.10*з=О,5 сут. для комбайнов 4ПУ и ГПКС и 3,5 сут. для 4ПП-2 с учетом его монтажа.

Коэффициент интенсивности технологии

I/ _ Иы+Зм+^.ъ + З^.«

«7а " Л.* + %)гл+Л»+ Зъл ' • (ъ)

где и Ле- длительность строительства технологического комплекса на поверхности, проходки ствола, деионтажа и переезда оборудования на новую шахту для сравниваемых технологий, сут. Зи^и- длительность строительства технологического комплекса соотаетственно ПО и 60 сут.и»^- длительность прохсц-ки наклонного ствола.

е

Л12-

/8~ V* ' <5л)

ч & сть__

Уй С5.2)

где ость =200м - длина наклонного ствола. V* и скорости проходки, приведенные в формуле 2. Установлено, что^й=75сут. Такое же значение получено для комбайна 4ПУ, а а равно 45 и 37,5 сут. соответственно для ГПКС и 4ПП-2.¿Ту.ъравно 6,0 сут., равно 6,0 , 5,25 и 6,5 сут. соответственно для комбайнов 4ПУ, ГПКС и 4ПП-2.с^.4 и<7й.у- длительность перевозки оборудования, определяемая по формуле (4.1).

Коэффициент технической совместимости оборудования

I/ '-'Р*

~ Рь > (6)

где Я* =5 - количество наиболее важных технических параметров стационарного и передвижного оборудования, обеспечивающих нормальную работу существующей технологии^ Ра - количество аналогичных параметров, требующих изменения при комбайновой технологии: & для 4ПУ и ЧИКС, 2 для 4ПП-2. Эксплуатация комбайна 4ПП-2 требует, изменения напряжения с 380 до 660 В, применения двух вместо одной ДОС - 100, трактора Т300 вместо трактора Т100. Автором установлено, что при К1Г1,0...1,25 техническая и технологическая совместимость . обеспечивается комбайнами ГПКС и 4ПУ. Для комбайна 4ПП-2 ^2=1,66, т.е^ выходит из указанного диапазона.. Коэффициент технологической совместимости

у ' - Л ;

А зга V Ге > (7)

где гI =5 - количество наиболее важных технологических показателей при разработке многолетнемерзлых россыпей^ Р\и - количество аналогичных показателей не требующих изменения ( 4 для 4ПУ, 5 для ГПКС, 3 для 4ПП-2).

Коэффициент совместимости по объему строительно-монтажных работ на один ствол I/ -

л . (е) .

гдеС/.иС?,,- стоимости работ сравниваемых вариантов проходки

соответственно 81 и 56,3 тыс.руб.

Коэффициент совместимости по числу рабочих

гда и численность бригады при четырохагенной рабств, равная для 'сравниваемых' технологий соответственно 28 ч 20чел. т.к. при комбайновой технологии исключаются взрывник и ксть рессорщик." ;

Коэффициент затрат на организацию технологии I/

, : X й ; ПО)

гда- стоимость бурильной установки и компрессора (12,бтыс. руб.стоимость комбайна (65,0 тыс.руб.) с учотоа затрат на модернизация (2,8.тыс.руб.)'для эффективной эксплуатации при низким температурах и разрушения ызрзлых пород. Коэффициент економичности новой технологий

\ : (\dt6~ > . : ' ; (II)

где С/ и ьа- приведенные стоимости проходки ствола при соответствующих технологиях (14,38 и 9,69 руб./м^). Коэффициент охраноспособности трудящихся .

• (12) где^ ожидаемый уровень травматизма,' соответственнс 1,0 и 0,5.

Коэффициент охраноспособности выработки

V -

е с А$ъ > • (13)

гдэЛ^идоа- ожидаемое отклонение площади сечения ствола от проектной, соответственно 15 и 3 процентов.

Коэффициент охраноспособности окружающей среды

и -

■ 0 е* > <14>

гдес^иУй- экспертная Оценка технологий, соответственно 375 И 240 баллов.

Сравнительный анализ по. предложенной структурной смете-

м иокадаи, wíü £СииаЙ;;ояаа тахлологнл проводе ни л наклошшх úiüohcs омучительно превосходит буровзрывную и уступаем только по посколькукоэффициентам: для ГПКС по одному (Kj4), для -1ПУ цо трап Н^ и Kj^); для 4Ш-2 по пяти К^, Kjj, ¡>jo, Kj^). На основании этого для внедрения принят комбайн 111КС, но которому получзни следующие значекия оценочных коэф-флцнонтоз: % 1,0; К? g 0,57; Kg « 2,64; Kj0 « 1,78; Кп ^ 1,0; KI2 - 1,0; KI3 « 1,41; KI4 - 1,4; KI5 - 0,19; KI6 - 1,5; tíj7 e 2,0; KI8 « 3,0; % = 1,6.

Исследования показывают, что комбайновая технология происходит буровзривнуи по скорости проходки стволов, по «обильности комплекта оборудования в подземных условиях, по тсипш пэрешцекия оборудования на дневной поверхности в 1,5-2,5ргзь, что позволило снизить сроки Ескратия ыэсторождоний о 1,67 розе Объем работ на строительство одного ствола уменьшается в 1,41 раза цри снижении численности брагоди в 1,4 раза. Увеличение |£швтальнах затрат на приобрутеняе коибайноп компенсируется снажениец приведенной стоимости проходки ствола в 1,6 pasa, снижением травматизма и перобора горной породы при проходке. Экологическая чистота новой технологии в 1,6 раза правила-ef суг^гствухпзув за счет отказа от буроээривних работ.

Разработащшй иетод обоснования новой комбайновой технологии ойиспечиькет полноту -Ш'-форцацка, доступность для практического применения и ыозеет быть внедрен для аналогичных исследований в других горно-геологических условиях.

На одной из месторождении в одинаковых условиас при температуре -32°С произведена сравнительная проходка трех наклонных отводов конкурирующими вариантами - буровзрывным и комбай цовым способами, Скорости проведения наклонных стволов составили: при комбайновой проходке - 238 и/тсяц, при переносном оборудовании - Ü4 м/месяц, при буропогрузочнок машине 2ПНБ-2В Í09 м/иесяц. Пичкая скорость проведения наклонных стволов бу-{¡огаривннм способом связана с большим объемом ручного труда М(; устранению заколов, креплению выработки, подготовке к скре ';ij¡i¡ma:itu) и относительной. длительностью проветривания.

I: условиях «иоголотномёрз;;1г/. пород коэффициент и< крегюс

ти трудно определи«, так как'варьирует с изу.-зьениеа тт.сцл-туры массива. Косвенные методы определения прочности пород не могут воспроизвести особенности гас раэрупеняя кг-д-бьйнсц, поэтому оценка трудности разработка произведена сря-ш (гетодса - по производительности комбайна при отбойке породы о забое. В соответствии с этим разработана "Классифтаа-ция «ноголетнемзрзлых пород россыпных местороядоний по трудности разработки комбайном ГПКС" (табл.2). Для определения производительности хс:*байноз ГПКС определены категории горищ пород по буримости перфораторами, затем по данныа категориям пород на основании эталонной производительности комбайне з ГПКС в отите 31в интервалах установлено чистое время отбойки 1м3 в целикз. Автором установлена четкая зависимость иеяоду категориям многслотнгмзрзяых пород по буримости и категория?^ пб трудности разработки комбайнса со стреловиднкм■ исполнительным органом. Исходя из принципа Ю.Протодьяконе-ва, допустимо считать, что существует аналогичная зависимость «езду производительностью комбайна и коэффициентом крепости мерзлых пород.

Чисрсз время отбойки 1м3 в целике определялось после установления производительности комбайнов по двум видзи разрушения забоя:

-забуривания на длину режущей головки исполнительного органа комбайна (по аналогии с определением горных пород по буримости) для однородных забоев;

-разрушения забоя поперечными и продольными проходками режущей головкой с помощью гидроцилиндров испол1ттельного . органа для неоднородных забоев.

В первом случае комбайн ГПКС рассматривается как буровая установка с гидравлической подачей режущей головки на забой, а во втором - собственно как комбайн. Достоинством первого способа является быстрота получения информации о разруиаемости мерзлых пород комбайнами, достоинстзом второго является более высокая точность информации.

Впервые получены корреляционные зависимости (рис.1) технической производительности комбайна ГПКС от тешшрату-

V, ч ез И по трудности разработки комбайном. ГПКС & л

й "1 и у к ^ м по буримости перфораторами а • ж

4,5. СЛ СЛ • м сл. о . СЛ . .Коэффициент

• СП > ' < Ь- « го к . . м крепости

■ о» . сл СЛ

и> Гсг . н-» и. о: •ШШ. а - в о ча и

'. . -55. . СЛ . К4 о <? го «я;

»ь • ы ■ . ш го *. *. сл м ы ' * - • '£> •'глзке. ■ со 1

со ; М ' «г ГО м • 8 ■м" 4а. •„■ ы О . & СЛ ' :средн. 'Я а 8*а о а

ы со л; •' м . о СЛ го N СО . М О инн. я

И О л 1-Й • ¥ "¿3 « М '.сл. 1-1 ГО ' * м капо» » § • а « В

• к "о м ; м . со * <1 . со , -о ' Г4 ф ерэдн.

; м . В у « ы <• СЛ <1 1 *• - ; . отбойки н_ погрузки 1м4

« К м. . 'О со о Й? о <* м го О

СО ел: 1-Н сл ьн О из СЛ

» • £ • да • го о . . из о • ■ »н 8 Влажность, %

ОкИ О ¡=1 Р Р> Й »->М о ОЙ ИИ о о [чЧ СЭ г■» и щи 81? аз и * - 1 о ' 1 а 831 л о 11 §§ • о » § р № Й мг- Ч и - я - 91-

.в «а- •У 8 ■ я а а о 43 ' '-Я 1 й . о »

§

б

•-1 53 С\

И

К р>

К*1

Зависимости технической производительности комбайна ГШСЦ-2) от температуры массива(льда) и длительности вспомогательных операций(3-7) от коэффициента крепости.

Пт.мУмин 2.2

2.0 - 5 1.6 - А 1.2 -

0.8

0,4 -

Зависимости эксплуатационной производи-тельностиЦ) проходчевкого комбайна ГШС со скреперной установкой и длительности операции - управления комбайнов (2) от коэффициента крепости.

40 т

35

30

25

20

15

(О

- \г

- э

12 3 4

1гбез конструктивных изменений ГШС: 2-после конструктивных изменений ГШС; 3-осмотр и замена резцов; 4-расштыбовка скребкового кон-вейера4разбивка негабарита; 5-проверка направления и маневры комбайна; подвеска кабеля; средств сигнализация; 7-подача сигнала и установка скрепера. Рис.1

1,мин

V ч

\ /

N \ /

/

/

• \

I

12 3 А 5 Рис.2

ры массива (по линзам льда):

а) без конструктивных изменений посла поступления с са-вода-иэготовителя:

Пт(тЫ,№5-о,ь№Т+ о,от*-0,0001 тг, (15)

г да Пт - техническая производительность комбайна ГПКСпо' линзам льда, ы^/хшн;Т - температура массива льда, град.

б) после внесенных конструктивных изменений: ус тан с а к г; разцов ЗР-4-80, установки подлалников для сбора псроааозого льда, поз1шешя и 1,5 раза высоты кагрэбащих лап и сиребкоб погрузчика, зимних сортов гидравлических Едцкостей к других усовершенствований: " ' - '' "

о,09&+qti6 т-о, оое тй ' (Ю

Зависимости действительна в й;.шоратурнсм интервале

-П°Сп значении коэффициента корреляции/^» 0,98.

Автором установлен!! и исследована основное и вспомогательные операции проходческого цикла ксмбайнсз'ой проходкп, получена корраляционниа зависимости их длительности (рясЛ и рис.2) от прочности ьфоголатнзшрзлых перед.

Область применений комбайнов расширялось слздущяи образом. С 1983 г. проходческие комбайны ГПКС начеши внедряться на предприятиях ПО пСеворовостокзолото".и "Пршорзолото" а в условиях кембаната "Куларзохото"'горнопроходческий комбайн ГПКС применен для извлечения целиков отработанных и затопленных шахт. Экперкмен? показал, что в течении 10..Л2ле? вода в затопленных шахтах переходит в лёд и можно вести комбайновую выемку оставшихся целиков.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе решена актуальная научно-техническая задача по обоснованию комбайновой технологий проведения наклонных стволов на россыпных месторождениях Крайнего Севера. В таких условиях исследования проведены впервые, благодаря чему получены новые научные и практические результаты.

I. Разработан метод научного обосновании комбайновой

технолога» прозедэгаш-вкработсх, бпзирувщийся на структурно:! систеко из 19 факторов и .14. оценочных коэффициентов. По совокупности оценочных коэффицкеитрз' . .Kjg устаиозаено болът-* приеиуг;зст80 комбайновой технологии (а 13 критериях ия 14 для комбайна ГПКС),

2. Лабораторными и пахтгог'м исследованиями сЗсснсес-ны параметры наклонного етзояа при комбайновой проходке: фор.;*, егчвняе - пряаоугояьаая,.крепь гд требуется (крем устья); угол наклона^ fe 12°,при отсутствии шпеэ на гусеницах леи-б&йна н^З á 16° np:i наличии гг.шоз.

' 3. Разработаны и'исследованы технологические cxsmí прс-аедвкая наклонных стволов с прж.:енеккггг комбайна ГПКС со ср«.;г-стзаын к'лтрзрзакогэ транспорта (скргбясзьй кекгойер СР-7СА н ленгсчтзй Ю1-150У). и циклического (ПД-I, скрепзркал.установка). Наиболее зксно-^ичноЗ по риеьссе породы (17,9...20,1руб/м3), бзэспаснсй п производительной признака ксибайнсзая технология с пр:к£онз>шв:1 скрзлзрнсй. установки. .Скребковый конзейер ;:з работоспособен. Приигненнв лзктечного конвейера привело к уда-роааюда вымен .порода до 20...25руб/a3. сауоходгжх каенн до 30...35 руб/и3.

4. Усовершенствована иотодлка определения производительности проходческих ксмбеДнсв, Так з однородней забое она определена по длительности забуривакня на рзину рзктаей гедезкн, а в яе однородном забсэ по длительности отбойка 1м мкоголет-неиэрзлах пород. Эти исследования позволили разработать классификация иноголетнецерздых перед россыпных цэсторозденяй по трудности разработки проходчзекки кад5айнем,н определить его технические производительность, которая с понижением уемпера-т}ры в массива укёньааатся по регрессионной кривой.

5. Разработаны рекомендации по применении комбайновой технологии в условиях иногодетнеыерзлых россыпей, позволяющие эксплуатировать ГПКС при низких температурах до -30°С.

6. Установлены'и исследояаны элементы проходческого цикла, что позволило разработать проект отраслевых норм выработки на проведение наклонных стволов комбайном ГПКС,

7. Определены годовой экономический эффект - 62,62 тчч.

руб. на I комплекс и область применения горнопроходческих комбайнов в условиях многолетнемералых росоышй.

Разработанная технология, позволивпая пояпоатью механизировать процесс проходки, значительно онианть трашатизм, повыоить экологичеокув чкототу и культуру црсизводотва.удоо-тоена бронзовой модаш ДЩ1 СССР. В настоящее время эта технология применяется в производственных объединениях "Якут-золото" и "Северов ос тонзолото".

Экономический эффект в ПО "Якутзсмото" за I979-I989гг. соотавил белее I млн .рублей.

Основное оодеряанае дисоертации опубликовано в о ладу и-цях работах:

1. Технологическая охеш проведения выработок о использованием бункера-накопителя.-Якуток: ИНГИ,инф. карта £ 382-82.

2. Увеличение долговечности и надежности наклонных стволов, пройденных многодетнаькрзлых породах/Дреплсние, поддержание и охрана годных выработок.-Новосибирск,1983,-С.82-84. (Соавтор Тарасов H.H.).

3. Исследование технологических схем проведения шра-боток цри вскрытии многолетнемерэлых россыпей. В кн.: У-ая Респ.конф.молодых ученых и специалистов, посвященная 60-ле-тив присвоения комоомолу имени В.И.Деннна (тез.докл.) 23-25 карта 1984г.».Якутск - Якутск, 1984,4.П-С.66.

4. Разрушение многолетне керзлух пород горнопроходческими комбайваш//Цветная мэталлургая.- 1985.-й I,- С.28-32. (Соавтор Тарасов Н.И.).

5. Проведение наклонных стволов и горизонтальных выработок горнопроходческиш комбайнами в условиях многолзт-' немерзлых росоыпей. Инф.лист КТД, J« 85-2-,Якуток: ЩТЙ, 1985.- 4 о. (Соавтор Тарасов Н.И.).

6. Методы обеспечения устойчивости горных выработок

в условиях многолетнемералых роасыпе5$//Устойчивость и крепление горных выработок. Экспериментально-аналитические исследования взаимодействия крепи с r/ассивом: сб.научных тру-дов/ЛГИ-JIeнинград, 1986.- 0.67-71. (Соавтор Тарасов Н.И.).

7» Струягурлая скегек* для рязрабйтза rs кссгуавля" • inr:ct тех^олэгяй р^лугбэтя-« г'^г^лакг^ип--»^^ г-<.._.

a-nîili lb*.»« I? 53-37.- Язутсп, Г£С!,13!7»- 454

3. С-Ьс'гэзг.-хэ n сО?с:ггз2з;з?ь

м гозгзлэгйя дзл пэдз-К5яЗ р?эргЛй?пл г: serxiisTrf^s г 555сяэтЯ // Вмтзд-ЕЗД-Э 3,-S.13-22.

О. Прзхздза rspsus siîjftSaioa гггхзапэгфэсг:«:?;^! RSifcumc*-•' i //¿хгзя :.-"*-» птраб^гг;:! и г^з---7*;* нз т^п:^

r~'t ofpnuor^'j foccirrr-r*: клстзтэпгяггтй* n;r<?CTî"<îhrarsn: ^7.-0.67-63»" .

ХО* *-'эг":д егр-эдоясжт прэпзсэдя^зп-пееги мртггг^гздч'гс -

3 ЩИ, 1583 - -'.з,

П. Зхэгзгуяезал п?гиосэдс?м ггл

г'-г-д'.•ггЛсзпх з уагэп^ях тэгэлзгзгейр^лйх pocsv»

îtî.I crji-â я пр^лл",

21-23 псг.5?а 1£Ш г.-ШезсяЙк?«, 1988,JC.26-3.*C.?asr&p«: Тг.^-гсоэ H»!î., Jhr?M3 B.C.

Ï2. Псглв.тдвгзйэ скорэета разру^зпяя вэязскгаг дуй s ITÎT3 7/ Тсз.дзпл. Ш Эсвв.кепф. i» гззсяяао а фязяжэ льда, 23-20. сеч • •гября IîS3»-C.2Q» .

13. Оси? ¿ршгпепяя рззцзсэгэ взйтругзяуа к?я разруг;к$гч кэгэязгжкггрзлах .перед // Элаизэ-^ехлтксзаэ праблока осюлят гяствргадгянЯ Cessnas Сб.наугз.тр./ЯЕ74к^т<гя,1С39.-С,31-24. Сазвтор Tapscaа Н.И.

~ - 14. A.C.I6KX526. (СССР)» Спчсаб промдвння гвряях лкргбя-Ï32 СйДуТСХЙЙ ГОСуНйГ.ЗрСНТЗТ, аВТ.ЯЗвбрОТ. И,К.Егэ£?п - заяззг. 23 кэля 1989. 3 4464079, Опубл.в З.И., 1§ЭД 44.