автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.02, диссертация на тему:Совершенствование технологических схем очистной выемки локальных участков без предварительной нарезки полос короткими забоями

ргб од

- 5 л п рин{|ст|рство образования республики казахстан ■ншгавддошй ордена трудового красного знамени политехнический- институт "

На правах рукописи махметов Кайрат Баэарбаевич .

УДК 622.232,Ь

совершенствование технологических схем очистной выемки локальшх участков без предварительной нарезки полос шзроткиш забоями

/на примере авхт>Карагандинского бассейна /

Специальность 05,15.02 - Подземная разработка месторождений полезных ископаемых

автореферат

диссертации на соискание ученой степени канвдата технических наук

Караганда - 1993

Работа выполнена с Карагандинском ордена Трудового Красного Знаме1Ги политехническом институте.

Научный руководитель - доктор технических наук,

профессор Квон Сергей Сын-Г^вич

Официальные оппоненты: член-корр. АН РК, доктор технических наук, профессор Каиржан Наукебаевич Адилов, кандидат технических наук Борис Ильич Воронин

Ведущее предприятие - Государственный проектный институт "КарагандаГипрошехт"

Защита диссертации состоится " " Мгг/?/!/^ 1993 ГОда в 14 часов на заседании специализированного Совета Д 05&.04.01 Д в Карагандинском политехническом институте по адресу: 470075, Караганда, бульвар Мира, 56, главный корпус, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться^ библиотеке института. Автореферат разослан 1993 г. Отзыв нв

у

автореферат в двух экземплярах, заверенный печатью^, просим направлять по едресу: 470075, Караганда, бульвар Мира, 56.

Учений секретарь специализированного Совета, кандидат технических наук

В.В. Суслов

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность теми. Проблема охрани недр особо актуальна для Карагандинского угольного бассейна, где разработка пластов сопровождается высокими потерями угля. Из-за сложности горногеологических условий залегания пластов ежегодно з различных локальных участках "консервируется" до 10 м™. т подготовленных к выемке запасов, что приводит х значительному ущербу. Запасы в локальных участках с увеличением глубины разработки возрастают в связи с ростом норушеннссти угольных пластов, что ведет к повышении эксплуатационных потерь. Сложность эффективной разработки локальных участкоз связана:с ограничение<»тьэ их размеров, необходимостью проведения большого объема подготовительных выработок для вскрытия.и подготовки их к очистной выемке, не-гозможностьл подготовки их с применением традиционных технологических схем очистных работ с оптимальными параметрами. Поэтому разработка технологии и параметров выемки пластов из локальных участков особенно на Глубоких горизонтах является актуальной задачей.

Проведенные исследования показали, что технология очйст-них работ без предварительной нарезки короткими забоями с применением выемочных манипуляторов типа В.© позволяет эффективно отрабатывать локальные участки. А оставление "пустой" породы из пр.чеечной выработки а вахте, в качестве закладочного материала, для охрани подготовительных выработок, используемая повторно, резко сокращает объем проводимых выработок.

В настоящее вреда созданием н внедрением выемочных манипуляторов занимаемся Карйгандинский политехнический институт,

разработавший несколько типов выемочных машин: ВМ2-2, BMi-4, B.\!i-4H (4М), -ВМ5-4КН. Промышленные испытания в условиях шахт "Долинская" в 1977 и 1979 гг. и "Топарская" в 1964-1965 гг. показали перспективность технологии выемки локальных участков со сложными условиями с применением выемочных машин BMS.

На базе выемочных машин В.»® разработаны автоматические манипуляторы с программным управлением с использованием микропроцессорной техники (ВйШ), которые позволяют повысить эффективность разработки пластов на локальных участках и снизить потеря угля в целиках различного назначения. Особые перспективы связываются с применением В.>Щ1 для бе~,отходной, селективной выемки породы из угольного пласта и присечной выработки для создания экологически чистого горного производства, улучшения качества и полноты выемки полезного ископаемого.

Диссертационная работа выполнена в научно-исследовательской лаборатории № 48 КарПТИ "Комплексная механизация и автоматизация очистных работ" в секторе 46.01 "Автоматизация угледобывающих агрегатов модульной структуру на базе микропроцессорного управления" в соответствии с научно-технической програм-

' л

мой: "Экологически чистое горное производство" на период 1989 по 1992 гг. по приказу № 667 от 01.09.69 г. Миннаробразовакия бывшей Казахской ССР, а также дополнительному приказу Минцароб-разовшшя Республики Казахстан № 148 от 19.03.92 г.

Основное «¡держание работы включено в отчеты НИОКР за X» гос.регистрации: 0167.0881584 (I9B7-I990 гг.), 0187.00238 88 (1989-1992 гг.), 0189.0062013 (1989-1992 гг.), 0188.008.73. 22 (I969-IS92 гг.).

Цель работа заключается в совершенствовании технологии я

установлении оптимальных ппрпкетроп очистной виемхи локальных учпсткоа без предварительной яврвпни полос короткими .забоями.

Ивоя гдботи состоит р, тои, что э5)фзкти.пная разработка локолышх участков пожет быть осуществлено короткими забоями бзз предварительной нарезки полос с•использованием м тавренных и универсальных выемочных манипуляторов, позволяющих проходить подготозителыше выработки общим забоем с лЛой.

Основными задачами лисс.вптпити явтаятся; 0

- соаегшенстпоаание технологических схем выемки локальных участков с использованием манипуляторов В!,¡5;

- установление- оптимальных параметров очистной выемки п

о

зависимости от горно-геологических и горно-технических факто-роз,

Звииздяем;ла нзу;чыч положения t разработанные лично диссертантом, их новизна.:

- методические положения синтеза технологических схем вц-ешш локальных участков из оптимальных конструктивных элементов, предназначенные для выполнения определенных технологических ('ункций;

- экономико-математическая модель технологических схем выемки . локальных участков, поэволящая оценить их по критерии минимума суммарных затрат с учетом действующих природных, технических, технологических и экономических факторов;

- установленные зависимости скорости подвигания забоя при-сечной выработки от площади es сечения, сопротивляемости пласта И пород резанию и вынимаемой мощности пласта, полученные за счет возможности совмещения скоростей DM5 для различных классов устойчивости непосредственной кровли;

- методические положения выбора рациональных схеи и

способов обработки забоя присечной выработки, учитыватие различные варианты способов формирования и расположение забоя в пространстве относительно пласта и его олемектов.

'Методы исследования. Ребенке поставленных задач решается комплексны!,! методом, включающим инженерны" анализ, шахтные и стендовые испытания по установлению оптимальных параметров технологии и аналитические исследования. При обработке результатов экспериментальных данных использованы методы математической статистики с применением ЭВМ.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обоснована:

- достаточно необходимым объемом экспериментальных исследования в лабораторных и промышленных условиях;

- удовлетворительной сходимостью результатов теоретических исследовании с фактическими данными;

- утверждением технического задания на создание и освоение производства "Комплекс для селективной выемки роботкэиро-

•i

ванны)! КРС" для разработки локальных участков шахтных полей

*

ПО "Карагандауголь".

Значение роботы

Научное значение работы заключается в том, что разработаны методические положения синтеза технологических схем очистной выемки локальных участков из оптимальных конструктивных элементов, выбора рациональных схем и способов обработки забоя присечной выработки и экономико-математическая модель для оптимизации их параметров.

Практическая ценность рг^г.ы состоит в том, что разработаны технологические схеда оч.'-:ной выемки локальных участков,

обеспечивающие, эффективную выемку угольных пластов, снижение протяженности проводимых выработок, оставление "пустой" породы и выработанном пространства, в качрегзе закладочного материала для охрани подготовительных выработок, рекомендованы рациональный схем?.! и способы обработки забоя присечной выработки при различных классах устойчивости непосредственной кровли.

Предложешие технологические схемы очистной-выемки угля из локальных участков приняты к утверждению бывшим МУЛ СССР » как типовые.

Реализация выводов и рекомендация работы

Основные результаты выполнешшх исследований использованы

О

при разработке технического задания на создание и освоение комплекса роботизированной селективной выемки КРС.

Технологическиеьсхемы с применением выемочных манипуляторов приняты к утверждению бывшим МУЛ СССР и вошли в альбом типовых технологических схем.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладываднсь и получили одобрение на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Карагандинского политехнического института (19&7-19Э1 гг.), "на региональной научно-технической конференции молодых ученых и специалистов (г. Караганда, 19ЬЬ), на региональной научно-технической конференции "проблемы освоения недр" (г. Караганда, 1969), на рзгионзЛьйой научно-технической конференции "Разработка новых и совершенствование существующих средств и способов безо- . поеной выемки угля в усложнящихся условиях" (г. Караганда, 1591;.

Полностью работа была доложена на заседании кеккафедраль-ного семинара по специальности 05.15.02 " Разработка

месторождений полезных ископаемых" Карагандинского политехнического института (г. Караганда, 1992).

Публикация. По результатам работы опубликовано 4 печатных труда.

Объем роботы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов, заключения, списка литераткры из 33 наименований я содержит стр. машинописного текста, 14 рис., табл. и 2. приложений.

Автор выражает, глубокую благодарность коллективу кафедры "Разработка месторождений полезных ископеемых" КарПТИ, а также кандидату технических наук, доценту Ермекову Т.Е. за постоянную научно-методическую помощь И советы при выполз нии диссертационной работы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ .р

& цервой разделе освещается современное состояние разработки локальных участков в условиях Карагандинского бассейна

и осуществлена постановка задач исследования, «

Под локальными участками подразумеваются участки месторождения угля ограниченных размеров, где применение традици-

О

снных способов подготовки и разработки экономически могут оказаться но аффективным* из-за большого объема проведения и поддержания горных выработок, монтажных и деыонтажных работ очистного и транспортного оборудования на 1000 тонн запасов.

Такими участками являются целики угля, осте-ценных для охрану горных выработок, надземных сооружений и зданий, а танке около геологических нарушений, пожарных участков и другие.

При подземной ^быча величина эксплуатационных лотерь угля в недрах зависит от горно-геологических условий от принятой системы разработки. Из числа природных факторов наибольсее влияний на эксплуатационные потери оказывают постоянство мощности пласта, устойчивость вмещавдих пород, а первую очередь

пород непосредственной кровли, нарушениость пластов (наличие

»

и характер Гвологичвских нарушений, их частота, а при разрывных нарушениях - амплитуда смещения пласта и состояние пород в нарушенных. зонах).

Общее количество запасов угля в охранных целиках на полях деЯструизнх вахт составило 952,1 млк.т, в т.ч. 329,3 ¿им.т или 34,6 % а охранных целияах под зданиями И сооружениями, под шурфами и стволами и 622,6 шп. т - р охраюшх целиках горных йырабо*0й( »Ци 68,4 'Л всех запасов угля / по исследованиям КарЙШ /,

На промышленном участке значительные запасы оставлены на мощных пластах Kjg и Kjq в виде отдельных угольных пачек. Общая модность этих угольных пачек на участках погашенных шахт составляет I,fa-2,b м,а суммарные запасы - около £50 млн.т.

Таким обрезом за время освоения и разработки угольных пластов Карагандинского бассейна оставлены в недрах около 1,1 млрд.т угля. Характерными горно-геологическими условиями разработки этих запасов являются:

- ограниченность размеров участка;

- наличие некоторых вскривапдих выработок, открывающих доступ к этим участкам; ,

• - дегазированнэсть и дополнительная пожароопасность;

-возможность скопления воды в выработанном пространстве.

Локальные участки утратившие свои функциональные и технологические назначения должны отрабатываться в кратчайшие сроки. Это позволит значительно увеличить срок службы действупаих горизонтов без больших дополнительных капитальных ратрат, что приобретает особую актуальность в настсраее время.

Во втором разделе приведены методические положения выбора н синтеза технологических схем очистной выемки локальных участков без предварительной нарезки полос короткими очистными забоями.

Разработке и совершенствовании технологических схем и определению параметров очистной выемки посвящены работы известных ученых А.С.Бурчакова, Н.А.Дрижда, А.Г.Фролова, A.C.Сагино-ва» В.Н.Хорина, С.С.Квоив, Ш.Г.Бвлгожина, Е.И,Рогова, К.Н.Ади-лова, Л.Н.Гапановкча, К.Ф.Сапицского, О.В.Ким, Т.Е.Ермокова, В.А¿Старикова, И.А.Кспвева, Б.И.Воронина, Ю.Ф.Савенко, А.Б.Ко-вальчука, И.С.Крашкина, П.Ф.Лукьянова, Т.К.Исабекова и др.

п.

В работе разработаны и исследованы различные варианты технологических схем выемки локальных участков без предварительной «нарезки полос: технологическая схема вьюмки с применением выемочного манипулятора, технологическая схема выемки тупиковым эчистным забоем, технологическая схема селективной, безотходной выемки с оставлением породы в тахте для закладки, технологические схемы выемки с переводом коу«лекса на новую полосу, технологическая схема выемки пласта с крутонаклонным залеганием.

Для установления технико-экономической эффективности этих технологических схем и определения отдельных параметров выемки были проведены стендовые испытания и учтены результаты шахтных ИСПЫТАНИЙ. '

Основные запасы п локальных участках сосредоточены в охранных целиках под зданиями и сооружениями и около Горных выработок. Поэтому при выбора технологических схем очие^ных работ основное внимание уделено именно втим локальным участкам. Охранные целики в зависимости от их назначения имею* различную конфигурацию и размеры. Так, например, охранные целики горных выработок, как правило, представлены в виде вытянутого четырехугольника неправильной формы с размерами 20-60 м на 200-1500 м. Охранше' ко целики наземных зданий и сооружений имеют трапецевидную форму с рзэмороии 150-300 м на 300-500 ы.

В таких условиях применение традиционных технологических схем очистных работ, либо невозможно (охранные целики" горных выработок), либо будет неэффективно по экономическим сообрвхе-ниям.-

Кай известно, >вхнологическая схема очистных работ характеризуется направление« движения очистного забоя относительно

элементов залевания пласта, средствами и способом выемки угля« назначением и функционированием транспортных и вентиляционных коммуникаций. Кроме того технологическая схема очистных работ при выемке локальных участков определяется принятым ранее способом подготовки выемочного поля и системой разработки пласта. Эти известные положения могут быть принять и при выборе технологических схем очистных работ для выемки локальных участков. Но при этом должны быть учтены особые обстоятельства, вызванные нарушением состояния горного массива и пласта, возможность!} повторного использования существующих транспортно-вентиляцион-ных коммуникаций на действующих горизонтах шахты, особенностями горно-геологических условий проведения и поддержания подготовительных выработок в массиве обрушенных пород и пласта. Кроме того, возникают определенные сложности в управлении кровлей и выемкой угля в условиях локальных участков на глубоких горизонтах. Все эти обстоятельства требуют особого подхода в выборе технологических схем очистных работ для выемки этих локольных участков. Для решения этой задачииспользован метод, основанный на синтезе технологических схем очистных работ из отдельных оптимальных элементов, обеспечивающих локальный экстремум критерия,. При отом технологическая схема очистных работ рассматривается как упорядоченная локальная систем?, предназначенная для выполнения определенных технологических функций и состоящая ^из отдельных конструктивных элементов.

Согласно методу исследования выделены сдедудзие конструктивные элементы: очистной забой, очистной комплекс, существующие горные выработки, расположений нарезных выработок.

Опыт использования различных типов очистных комплексов

полизывает, чтс^ а условиях отработки лакалывд участкоа глвз-:шм требование« должна быть максимальная затяжка кровли и аоз-цожноАь допупения минимального обнаженного пространства после прохода выемочной машины. Этим требованиям наиболео удовлетворяет вяемочше манипуляторы, очистные жо комбайны, предназначение для длинных забоев и для сравнительно устойчивой кровли а условиях локальных участков, гдз длина лявы составляет не болеа 20-40 и, а боковые породы нарушены, могут быть применены з весьма ограниченных количествах.

Принятый метод локальной оптимизации конструктивных зле-:.:Р!:тоз н синтез из них технологических схем обеспечивает суп-иарннЯ локальный. оптимум. Поэтому технологическая схема выемки локальных участкоз синтезированная из отдельных элементов. с применением специальных средств выемки - выемочных манипуляторез должка обеспечить минимум суюшркык затрат при соотйетстзукцих ограничениях. Суммарные затраты на проведение, псДдерканяв, транспорт я. проветривание можно представить следующей цедезой функцией:

П П1

( I )

Ограничения: > >Чпл, - добыча по ^ вари ^ плановой ( Пил ),

*., I

;!анту должна быть не менее

варианту доляка быть не более

Плановой ( Мг<?» ), % ;

с^стч пцч

л

■Ей

К

е

н* г

. гг»

4

i

и

с ?

5

- общие участковые затраты по j варианту должны быть менее допустимой участковой (Суч ),Г.у6 ;

- альтернативность вариантов;

- стоимостные коэффициенты по проведении I выработки по ^ варианту;

- индекс выработки; 1 = 1,2,... И ;

- индекс варианта ^ =1,2,... Ш ;

- коэффициент, учитывающий услуги вспомогательных цехов;

- коэффициент приведения капвложений;

- стоимость I кВт.ч электроэнергии, руб.;

- коэффициент, учитывающий доплету за установленную мощность;

- длина выработки, м;

- затраты на проведение выработок по вскрытию и подготовке выемочного поля, руб.;

- стоимость поддержания I мэ выработки, руб/м3;

- мощность пласта, м; коэффициент устойчивости пород;

- стоимостные коэффициенты по транспорту; производительность пЯвсто, т/м^;

- длина лавы, м;

- длина столба, м;

- аэродинамический коэффициент;

' *

- коэффициент, учитывающий формы выработки;

- количество воздуха» м3/сек;

- срок службы выработки, лет;

- сечение выработки в свету, м^;

2-Gj - суггмарнь/е затраты на очистные работы, руб.

Оптимизация-сечений горных выработок по квоту депрессия ( йЦ ) произведен градиентный методом, судность метода заключается в следувдем:#

еслиЬ^>&Н , то увеличение сечения выработки производится в той, которая обеспечивает минимум градиента, т.е.

$ -ЛИ —♦ mih i с • ( 2 )

tk и

где Hj - суммарная депрессия по j варианту сети;

Hj'1-^ÄU.H. Па ( 3 )

1*4 Jt

• Ц) ~ коота депрессии,iltt»

Суммарные затраты по I сети выработок, зависящие от сечения выработки определяются из выражения: |

Ci - О (Qt 'BiSJ B^t-ni - к^^ида^]:

—min. ( 4 )

При этом оптимальное сечение выработок додано удовлетпо-рять условию , ■

, (5)

с

гдо SiSiSiT - мкнималышо допустимые сечения по утопиям

соблюдения ПБ по скорости-движения воздуха и

о

разкедешш транспортного оборудования^ •

График зависимости севесгошости и суммарных затрат от запасов угля в локальном участке: I - ТС бнемки длинными столбами (трояициоштя)^ ¡¿,3,4,6- - ТС без предварительной нарезки плюс короткими забоями соответственно: с применением БШ>; при селективной' выемки пласта! с переводом

очистного комплексе не иовцю полосу; при. выемки тупиковым очистным забоем.

На основании разработанной экономико-математической модели синтеза технологических схем очистной выемки локальных участков были рассмотрены сотни возможных вариантов технологических скед. Однако все вс°рианты с применением очистных комбайнов оказались технически неприемлемыми из-за большого обнаженного пространстве и недостаточной длины лавы для их маневрирования. Поэтому для дальнейшего рассмотрения оставлены только технологические схемы о применением выемочных манипуляторов, обеспечивающих минимум суммарных затрат. Результаты расчета и сравнительная оценка предложенных технологических схем дана на рис.I. '

В третьем разделе обоснована методология исследований и

установлены параметры очистной выемки исполнительным органом *

В®, формирующие скорость подвигания забоя лавы и присечной выработки» •

Основной отличительной особенность*) исследуемой технологии без предварительной нарезки полос при фронтально-фланговом способе выемки является - формирование прлсет;яоЙ выработки обзга забоем с лапой.

В основу вариантов схем и способов формирования присечной

выработки обикм забогн с язвой полояон один основной и три до-

в" ,

лолнительных признака.

В качестве основного признака избрано расположений, забоя присечной выработки относительно линии очйстного забоя* дополнительный признаки обрэзуатся исходя ил расположения забоя присечной выработка относительна горизонтальной 'плоскости и вертикальной плоскаспг' сечения пласта, а также количества ээбоеа Црисечных выработок (рис. 2 )..

! ВАРИАНТЫ СПОСОВОВ ^ЖИРОВАНИЯ !ПРИСЕЧЙ0Й ВЫРАБОТКИ ОБЩИМ ЗАБОЕМ С ЛАВОЙ

-4

±

! РАСПОЛОЖЕНИЕ ЗАБОЯ В ПРОСТРАНСТВЕ ОТНОСИТЕЛЬНО ПЛАСТА ! И .ЕГО ЭЛЕМЕНТОВ

КОЛИЧЕСТВО ЗАБОЕВ ПРИСЕЧНЫХ ВЫРАБОТОК

ё

X.

Б ВЕРТИКАЛЬНОЙ ПЛОСКОСТИ СЕЧЕНИЯ ПЛАСТА

X

а

о

(э

о гг

ЕЗ Э се ""

1*

ы

о

Оч

о с:

5"

со

<==>

а

ш

с*

>1

т

ОТНОСИТЕЛЬНО ЛИНИИ ОЧИСТНОГО ЗАБОЯ (ФРОНТАЛЬНОЙ)

Ж ы

ЕЗ

о

о

§

м ж

I

н

о

В ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ ПЛОСКОСТИ СЕЧЕНИЯ ПЛАСТА

— ж

те -я;

ё 2

сз сз

1§

СГ

РВД. 2

Различное расположение забоя присечной выработки и лавы й пространстве относительно пласта к его элементов дает «но-«ество комбинаций. Выбор схемы и способа формирования прнсеч- . «ой выработки производился исходя лэ горио-геологическйх фвк-" торов комплексным инженерным методом,

Используемые выемочные манипуляторы В!® имзггт возможность выезжать на сопряжение лавы и подготовительной выработки производить присечку пласта, а также пород кровли и почвы в точном соответствий с проектным профилем подготовительной выработки, проводимой общим забоем с лавой.

Важнейшие преимущества такого способа проведения подготовительных выработок заключаются в следующем:

- повышается устойчивость Под14)товнтвль!а« йыр8йоток^ Поскольку они не подвергаются действие опореайеве£о опормго давления; *

- уменьшается концентрация оборудования й ягдвЯ йэ еепря-яении лавы с Выработками, что способствует снйгёйяв епасйоств травматизма; . • . .

Сменная добыча из лавы с одним забоем прясешзй Виработ-

г- *

кй определяется по формуле:

' *

. ■■ ■ « »

- погано с»ь пласта, в; •» сирина эвхйвта выемочной мавины, и(

- длина лайм, м> *

- плотное** уШ, т/м3)

- площадь обрабатываемого йвбоА присечной выработки,

где ТП

ь i

•й • . 5

20 , «

VfH,V|i|i - скорость подвигами* соответственно лавы и выработки р смену, ц/смену,

В работа исследована скорость подвигания присечной выработки при формировании ее о обоим забоем о лавой.

При работе выемочных манипуляторов со става лавного хщ* вечера определение параметре формирования выработки обоим Эй-боем с лавой косит иной характер, чем'при проведении подгото-адтедьных выработок проходческими комбайнами. Это связано о принципиально отличнымхг-Фактором выемки угля и породы, основанном иа фронтвльно-фланговои способе работ исполнительного орган* ВШ," • *

Задачей, решаемой ® данном разделе, является установландез скорости подвигания линии забоя присечной выработки, которая определяется по формуле!

.4 7')

где Si - ширина захвате выемочного манипулятор«, и;

- время технологического цикла, выемки площади присечной выработку, мин.

й ойяец виде забой присечной ейрабатки цожет быть угольном и ;;мешай)шм. Следовательно, рубмке подрьзделяегся не г

- раздельную* когда вначале обрабатывается по ешдаае^ой ¡иш$дн л?4ст, cffiieM присекйвтсл кровля (pougeh

- раяобур, когд» еыикцается аа один заход iwact и сразу же формируйся «tip$6ofr.a.

согхйснв известной кЛЙССИфЙКЙЦИН Ьород «рорли по устопчи-ьости для каждого класса кровл* разработаны схемы и способы

обработки забоя присечной выработки.

Способы обработки забоя присечной выработки общим забоем с лавой осуществляются исходя из наличия трех степеней подвижности выемочного манипулятора: подачу вдоль забоя по конвейеру с помошыо бесцепного механизма перемещения при установке стрелы под углом атаки к забою, вертикальное'качание стрелы для перемещения исполнительного органа по мощности пласта и присэч-ки боковых пород кровли и почвы пласта, Горизонтальное качание, обеслечивавдее заглубление коронки в массив и отбойки угля на заданную ширину захвата.

Для разработанных схем и способов обработки арочной формы забоя присечной выработки произведен расчет затрат бремени по выемке на один цикл. Величина которой влияет на скорость подйи-гйния очистного забоя и определяет суточную погрузку на лаву.

По формулам построена номограмма (рис. 3), позволяющая оперативно определить функциональные зависимости^скорости под-вигания присечной выработки при разйичных Способах обработки забоя в вздеГ

Результаты позволили произвести сравнения различных способов обработки забоя и оценить влияние горно-гсолсгических и горно-технических условий. Вариация основных паршйзтроа горногеологичеСких условий производилась в диапазонах технических возможностей выемочных манипуляторов:*ТГ)5 = 1,8-4,0 м, А -= 60-400 кН/м, 5 = 8,5-12,5 м2.°

В четвертом разделе приведена технико-экономическая оценка технологии выемки локальных участков с учетом многообразия деП-

шшш

стзувдих природных, технологических, технических и экономических факторов, котораз позволяет решить вопрос экономической целесообразности вовлечения в отработку запасов из различных локальных участков.

В результате выполнения технико-экономических расчетов годовой экономический эффект от создания и использования очистного комплекса КРС по разработанным технологическим схемам составил - около 1,6 млн.руб.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация является законченным научным трудом, в котором содержится новое решение задачи синтеза бффектнвиых технологических схем разработки локальных участков коротким! забоя«!! без предварительной нарезки полос и определения оптимальных их параметров а целях иоплечзния и разработки ранее оставленных цэликов угля н увеличения общих георесурсов.коксущихся углей на действующих, изхтах Корзгоцдкнского бассейна. Основные ейво-ды, научные и практические результаты,''полученные в работе, состоят в следуздем.

1. Разработаны методические' положения синтеза эффективных технологических схем очистной выемки локалыяк участков из оп-тимольных конструктивных элементов.

2. Разработаны принципиальные технологические схегш очистной выемки локальных участков без предварительной нарезки полос

коротким» забоями с применением выемочных манипуляторов.

« в

3. Разработаны оптимальные схемы, способы и парзмтри формирования забия присечиой выработки к полу зны аналитические выражения для расчета затрат прйЫеки на его выемку, о такте

установлено область it условия их применения,

4. Установлена зависимость скорости подвлгония забоя просечной ьиработки'от- горно-геологических и горио-техякчоских факторов при-различных схемах и способах обработки забоя.

5. Годовой скономичсскпй вффект от создании и использования одного очистного комплекса КРС в технологических схемах без предварительной нар'.-зки пая о с составляет около 1,6 млн.руо. Расчет произведен по нормативным документам .действующим на IS9I год. '

Основные положения диссертации опубликосаш d следующих работах: <

1. Выбор оптимальной технологической схс-на при отрабс *кс локального участка на глубоких горизонтах. - В кн.: Совсршон-•.¡тйоранис технологических схем разработки пластовых месторождений. Сборник научных трудов КарШ'Н, Караганда, 19В9. - С.76-77. • ■

2, Выбор оптимального спосЪЗс погр ■ (И при работе виемочг-

* *

них машин манипуляторов. В кн. f Совершенствование технологических схея разработки пластовых исстороэдекиП. Сборник лаучьг:;; трудов KapfllH, Караганда, 13&9. - С.63-66 (Соавторы Ермекоя 'i.E., Сврсеи5й26 Т.У. ).

3. Выемочный %£|«пулйтор для вырмки локальных участкой угольных пяаетоа. Инф» листок ОВД, КазШШ1( КерЦНТН, & 90-16, Караганда» 1990. - 4 с. (Сотору Т.Е.Ермёйо*^ E.A.Jokshob, В.А.ЛйгйЙ tl Др.).

4, Реарабо?кб технологических схса очистной одемки лояльных учамйоь угоаьнкх Шестой. Тез.дЬкл.регион.Неуч,-техн.конф. "Pu;t {«аботкв Поекх й сойеркенствошые суцестсусашх средств ii

25

о

способов безопасной выемки угля в усложняющихся условиях" -КНИЯ1, Караганда,-1991. - С.16.

Личный вклад соискателя в опубликованных работах, которые 0 соавторстве: •/ 2,4 / • установление оптимальных параметров • технологии очистной выемки Локальных участков, увязка конструктивных параметров выемочного манипулятора с параметрами . пласта и очистного забоя. .

Подписано к печати 05.02.93'.

• ■

Объём I уч.изд.л. Заказ К 1089 Тираж 100 экз.•

ПечатнЬ-мнокительская мастерская КарПТИ г.Караганда, Б.Мира, 56