Введение к работе
Актуальность темы. Технология подземной разработки мощных рудных месторождений Горной Шории, Хакасии, Урала, Дальнего Востока является весьма трудоемкой, недостаточно механизированной, а поэтому дорогостоящей. Ликвидировать эти недостатки можно только путем коренного ее усовершенствования на базе интенсификации и совмещения производственных процессов выпуска, доставки, дробления и транспортирования руды, при непрерывном перемещении рудной массы в шахтных рудопотоках. Основным направлением решения этой проблемы является создание технологии с комплексом машин и технологических решений, обеспечивающих поточность и повышающих производительность труда.
Перспективным является создание циклично-поточной технологии (ЦПТ) с применением машин непрерывного действия и новых конструктивных решений по элементам системы разработки, вклю-чащей схему с концентрационным горизонтом, по которому руда доставляется конвейерами до участкового дробильного комплекса, и перепуском руды на 'нижележащий горизонт, с последующей транспортировкой электровозным транспортом или конвейерами до подъемного ствола шахты. В перепускной выработке монтируется малогабаритная дробильная установка для дробления крупных кусков руды, а мелкая руда перепускается в транспортные средства на нижележащий горизонт без дробления.
Рассматриваемая в диссертационной работе проблема подземной отработки мощных рудных месторождений с применением циклично-поточной технологии на основе комплекса машин непрерывно-
го действия представляет собой актуальную в научном и народи хозяйственном значении задачу.
Научные исследования выполнены в рамках плановой те ГКНТ и АН СССР "Создание интенсивных методов подземной разр ботки рудных месторождений на больших глубинах"(1987-1990 гг и целевой программы научно-технических проблем по МЧМ СССР " здать эффективные технологии и средства подземной добычи р без постоянного присутствия людей в забоях" (1990-1995ГГ. ).
Диссертация является частью завершенных в ВостНИГРИ нау но-исследовательских работ по темам: "Исследование, разработ: и промышленные испытания технологии выпуска и доставки руды : базе самоходных и стационарных средств непрерывного действи. (1980 г., ГР N 78014364); "Исследование, разработка и освоен: в опытно-промышленных условиях новых конструкций днищ блоков конвейерных транспортирующих средств"(1983 г., ГР N 80014480 "Исследование и разработка перспективных технологических сх' подземной разработки с учетом новых технико-технологическ: решений по процессам" (1988 г., ГР N 01860081153); "Создать промышленных условиях циклично-поточную технологию ПОДЗЄМНі разработки железорудных месторождений с применением участков! дробильных комплексов" (1990 г., ГР N 01890027379); "Исслед вание, разработка и испытание элементов поточной технолог] доставки и транспорта при подземной добыче руд" (1990 г., ГР 01890027465); "Создать и освоить технологию разработки месті рождений с применением комплекса машин непрерывного действі на базе участковой дробилки и безроликового ленточного конві йера" (1991 г., ГР N 01891029339), выполненных при № посредственном участии автора.
Цель работы - установление закономерностей влияния на процессы выпуска, доставки, дробления и транспортирования рудной кассы разработанных технических средств и технологических решений, обеспечивающих непрерывное перемещение руды в шахтных рудопотоках при циклично-поточной технологии.
Идея работы состоит в использовании установленных закономерностей согласованного взаимодействия выпуска,доставки,дробления и транспортирования крупнокусковой руды с комплексом машин непрерывного действия,повышающих поточность технологии отработки подземных мощных рудных месторождений.
Задачи исследований:
установить и согласовать взаимовлияние процессов выпуска, доставки, дробления и транспортирования руды при подземной отработке мощных рудных месторождений с применением циклично-поточной технологии;
исследовать и определить комплекс технических средств и технологических решений, обеспечивающих поточность перемещения руды в шахте;
разработать конструкции оснований очистных блоков для улучшения истечения рудной массы и увеличения зоны потока руды в пределах блока;
разработать участковый дробильный комплекс, установить его рациональные параметры, надежность и влияние на производительность выпуска, доставки и транспортирования руды;
- изучить влияние формы камеры дробления и кинематики дробящих плит, с учетом физико-механических свойств руды, на габариты и производительность дробилки;
- обосновать параметры и разработать привод ленточного
конвейера, позволяющий увеличить его тяговые способности;
- внедрить комплекс разработанных технических средств
технологических.решений, обеспечивающий эффективную отработк
мощных рудных месторождений с циклично-поточной технологией.
Методы исследования включают научные обобщения,теоретиче ские и экспериментальные исследования в лабораторных и про изводственных условиях с применением численных методов, статис тической обработки , анализа модельных и натурных наблюдений экспериментальных данных по внедрению элементов очистного бло ка и комплекса машин непрерывного действия в реальных условия отработки подземных рудных месторождений, аналитических иссле дований перемещения руды в шахте.
Основные научные результаты, защищаемые автором:
разработка мощных подземных рудных месторождений с при менением циклично-поточной технологии возможна и достигаете на основе механизации технологических процессов по непрерывно му перемещению рудной массы на выпуске, доставке, дроблении : транспортировании при согласовании параметров конструктивны элементов очистного блока и комплекса машин;
выполнение выпускных выработок с крестообразным целико: в 'основаниях очистных блоков увеличивает зону потока руды ; пределах блока и способствует устранению условий сводообразов, ния со снижением частоты зависания рудной массы;
применение комплекса машин непрерывного действия и уч; сткового дробильного комплекса на основных технологических прі цессах в.ЦПТ добычи руд повышает надежность выпуска с уменыц' нием количества зависаний рудной массы в выработках выпуск, очистного блока, позволяет отказаться от транспортирования кр;
пнокусковой руды до околоствольного двора шахты и ликвидировать комплексы подземного дробления;
создание участкового дробильного комплекса обеспечивается использованием дробилки с существенно уменьшенньми габаритами и весом при сохранении производительности, за счет создания и использования двухступенчатой камеры дробления, возвратно-поступательного и продольного движения дробящих плит, а также изменения конструкции и снижения'габаритов других узлов дробилки на основе использования патентной информации;
особенностью дополнительного контура в двухбарабанном приводе ленточного конвейера для доставки крупнокусковой руды является"увеличение тяговой способности конвейера за счет полноты и выравнивания передаваемой мощности от приводных барабанов на ленту конвейера.
Достоверность положений подтверждается:
многочисленными и длительными комплексными исследованиями и испытаниями в лабораторных и производственных условиях (з течение более 10 лет) технических средств и технологических решений, обеспечивающих непрерывное перемещение руды в шахтных рудо-потоках при отработке мощных подземных месторождений;
сопоставимостью аналитических расчетов с фактическими данными, полученными инструментальными методами и по хронометражним наблюдениям, при внедрении комплекса машин непрерывного действия и элементов очистных блоков, влияющих на поточное перемещение рудной массы в шахте;
использованием для исследования одной и той же задачи разных методов, взаимно подтверждающих конечный результат;
результатами внедрения разработанных технических средств
и технологических элементов очистных блоков при добыче руды н рудниках Горной Шорки и Хакасии. Научная новизна:
согласовано взаимовлияние процессов выпуска, доставки, др> бления и транспортирования рудной массы при ЦПТ добычи руды, и: связи с применяемыми и разработанными средствами механизации і конструктивными элементами очистных блоков;
впервые выявлено влияние крестообразных целиков, образуі мых в основаниях очистных блоков над выпускными выработками, ні увеличение зоны потока и снижение частоты зависаний;
резкое уменьшение технологических остановок и увеличена непрерывно выпускаемой рудной массы со 125-130 до 900-1000 т позволяет снизить количество' сводообразований на выпуске руды 2-3 раза и достигается применением на доставке машин поточной действия и участкового дробильного комплекса;
разработан оригинальный участковый ' дробильный комплекс включающий устройство для монтажа и демонтажа,виброгрохот-гош тель и дробилку с двухступенчатой камерой дробления и комбию рованным движении дробящих плит;
в двухбарабанном приводе конвейера установлен дополш тельный ленточный контур,расположенный между приводными барабг нами и лентой конвейера, позволяющий увеличить тяговую спосое ность конвейера.
Результаты научных исследований подтверждаются 10 авто;; скими свидетельствами СССР и патентом РФ на изобретения.
Личный вклад автора заключается в выявлении и обобщении основных закономерностей взаимовлияния процессов выпуска,доставки, дробления и транспортирования руды при отработке мощных
рудных месторождений подземным способом с циклично-поточной технологией; в разработке методики расчета и рекомендации по непрерывному перемещению руды в шахте; в создании и проведении исследований по определению работоспособности и рациональных параметров оснований очистных блоков с крестообразными целиками, дополнительного контура в двухбарабанном приводе ленточного конвейера,участкового дробильного комплекса; во внедрении разработанного комплекса машин и конструктивных элементов очистных блоков в практику отработки рудных месторождении. Практическая ценность:
определены условия, особенности и преимущества отработки мощных рудных месторождений циклично-поточной технологией с учетом согласованного взаимодействия комплекса машин непрерывного действия и элементов очистного блока на выпуске,доставке дроблении и транспортировании руды;
разработаны и рекомендованы:к промышленному производству-участковый дробильный комплекс,включающий устройство для монтажа и демонтажа, виброгрохот-питатель и дробильную установку; к передаче в серийное производство - ленточный конвейер с двух-5арабанным приводом и дополнительным контуром для доставки крупнокусковой руды;методические рекомендации и типовые паспорта на подготовку оснований очистных блоков с крестообразными целиками;
разработаны предложения и методика расчета режимов работы эудопотоков при переходе на циклично-поточную технологию отра-Зотки мощных рудных месторождений с годовой производственной гощностьго от 1,5 до 6,0 млн.т руды, обеспечивающие повышение производительности труда и снижение себестоимости добычи.
Реализация работы в промышленности .
Научные результаты и практические рекомендации,разработа ные автором, вошли составной частью в нормативно-методически материалы и технические задания на новое оборудование и те нологические объекты,рекомендуемые к внедрению: участковый др бильный комплекс и ленточный конвейер с двухбарабанным прив дом и дополнительным контуром; при проектировании и отработк очистных блоков с новыми конструкциями оснований.
Разработанные технические и технологические решения дове дены до практического использования при внедрении циклично-по точной технологии и отдельных ее элементов на Шерегешской,Таш тагальской, Казской и Абаканской шахтах. Объем добытой руды применением разработанных решений - свыше 12,8 млн.т. а дол автора в экономическом эффекте от внедрения составила боле 0,8 млн.руб. (в ценах 1990 г.).
Научные разработки и положения диссертационной работы ис пользованы,при подготовке технологических заданий на отработк отдельных участков действующих рудников и технико-экономичес ких обоснований разработки "новых мощных рудных месторождени Сибири, подготовленных СФ Типроруда". ' 'Апробация работы
Основные положения диссертационной работы доложены и пол чили одобрение: на региональной конференции "Повышение эффект вности подземной разработки и производительности труда на жел зорудных шахтах.Урала" (Свердловск, 1979 г.); на технически совещаниях Всесоюзного промышленного объединения "Союзметал лургпром" МЧМ СССР по совершенствованию технологии отработк рудных месторождений (Москва, 1980-1992 гг.); на Всесоюзно
конференции "Перспективы развития технологии подземной разработки рудных месторождений" (Москва, 1985 г,); на семинарах городских научно-технических.выставок ( Новокузнецк, 1980 г. и 1983 г.); на семинарах областных научно-технических выставок (Кемерово, 1981 г. и 1985 г.); экспонировались на ВДНХ СССР и награждены бронзовой (Москва, 1985 г.) и серебряной (Москва, 1986 г.) медалями; на Всесоюзной конференции'Теория и практика проектирования, строительства и эксплуатации высокопроизводительных подземных рудников" (Москва, 1990 г.); на Всесоюзной научно-технической конференции по развитию производительных сил Сибири (Новосибирск, 1990 г.); на Всесоюзном совещании "Интенсивные методы подземной разработки руд на больших глубинах" (Москва, 1990 г.); на. Международной научно-технической конференции "Перспективы развития горнодобывающей промышленности" (Междуреченск, 1994 г.);на Международной научно-практической конференции "Перспективы развития горнодобывающей промышленности" (Новокузнецк,1996 г.); на совещаниях по техническому прогрессу на рудниках объединения "Сибруда" (Новокузнецк, Таштагол,Шерегеш,Абаза,Каз, 1979-1996 гг.); на заседаниях секций и ученых Советов ВостНЙГРИ и ИГД СО РАН.
Публикации
