Отличительной особенностью безвзрывной техники и технологии является то, что операции по непосредственному отделение от разрабатываемого забоя отдельных транспортабельных кусков пород, оборке пройденного участка от заколов и погрузке отбитой породы в соответствующие откаточные средства выполняются последовательно и непрерывно одной и той же отбойно-погрузочной машиной ОПМ-1 «Аскатеш» [1,2].
Производительность одного цикла такой разработки на глубину одной заходки может быть определена из следующего выражения:
При расматриваемой технике и технологии глубина заходки может изменяться в широком диапазоне и зависит не только от устойчивости разрабатываемого массива, но и способов проведения последующих работ –временной и постоянной крепи. Однако, для объективного проведения последующего сравнительного анализа, глубина заходки при безвзрывной технологии нами принята такой же, как и при буровзрывной-
Продолжительность одного цикла отбойно-погрузочных работ может быть представлена в виде следующего выражения:
Продолжительность одного цикла работ по отбойке пород и одновременной оборке пройденного участка может быть представлена в следующем виде:
В конструкции отбойно-погрзочной машины ОПМ-1 «Аскатеш» предусмотрено использование гидромолота типа «Импульс-300» конструкции Института машиноведения НАН КР, разработанной под руководством д.т.н., проф.М.У.Ураимова [3].
Исходя из опыта предварительных испытаний и последующего промышленного применения на различных открытых работах таких молотов, среднюю часовую производительность гидромолота «Импульс-300» в зависимости от крепости и трещиноватости разрабатываемых подземным способом пород можно принять следующими — таблица 1.
Таблица 1
Средняя часовая производительность гидромолота «Импульс-300»
№ п/п |
Показатели |
Коэффициент крепости f=8-10 |
Коэффициент крепости f=10-12 |
||||||||
Степень трещиноватости пород |
Степень трещиноватости пород |
||||||||||
В1 | В2 | В3 | В4 | В5 | В1 | В2 | В3 | В4 | В5 | ||
1 | Средняя часовая производительность отбойки, м3/час | 20 | 18 | 15 | 12 | 8 | 15 | 12 | 9 | 6 | 3 |
Исходя из этих данных, можно определить среднюю продолжительность одного цикла работ по отбойке и оборке пород в забоях различной площади сечения в зависимости от крепости и трещиноватости пород — таблица 2.
Продолжительность работ по непосредственной погрузке отбитой массы пород за один цикл может быть определена из следующего выражения:
Отбойно-погрузочная машина ОПМ-1 «Аскатеш» скомпонована на базе серийной погрузочной машины с нагребающими лапами непрерывного действия типа ПНБ [4]. Средняя производительность такой машины составляет около 360м3/час. С учетом этого, средняя продолжительность одного цикла погрузки отбитой массы составляет – таблица 3.
Таблица 2
Средняя продолжительность одного цикла отбойно-оборочных работ с использованием отбойно-погрузочной машины ОПМ-1 «Аскатеш»
№ п/п | Наименование показателей |
Средняя продолжительность одного цикла отбойно-оборочных работ, час |
||||||||||
Коэффициент крепости f=8-10 |
Коэффициент крепости f=10-12 |
|||||||||||
Степень трещиноватости пород |
Степень трещиноватости пород |
|||||||||||
В1 | В2 | В3 | В4 | В5 | В1 | В2 | В3 | В4 | В5 | |||
1 | Площадь сечения выработки S, м2 | Объем разра-ботки,
Q, м3 |
||||||||||
15 | 51 | 2,55 | 2,80 | 3,4 | 4,25 | 6,40 | 3,40 | 4,25 | 5,70 | 8,50 | 17,00 | |
30 | 102 | 5,10 | 5,70 | 6,8 | 8,50 | 12,8 | 6,8 | 8,50 | 11,30 | 17,0 | 34,00 | |
60 | 204 | 10,2 | 11,3 | 13,6 | 17,0 | 25,5 | 13,6 | 17,0 | 22,7 | 34,0 | 68,0 | |
80 | 272 | 13,6 | 15,1 | 18,1 | 22,7 | 34,0 | 18,1 | 22,7 | 30,2 | 45,3 | 90,7 | |
90 | 306 | 15,3 | 17,0 | 20,4 | 25,5 | 34,0 | 20,4 | 25,5 | 25,5 | 51,0 | 102,0 |
Таблица 3
Средняя продолжительность одного цикла погрузочных работ
№ п/п | Наимено-вание показате-лей |
Средняя продолжительность одного цикла погрузочных работ, час |
|||||||||
Коэффициент крепости f=8-10 |
Коэффициент крепости f=10-12 |
||||||||||
Степень трещиноватости пород |
Степень трещиноватости пород |
||||||||||
В1 | В2 | В3 | В4 | В5 | В1 | В2 | В3 | В4 | В5 | ||
1 | Площадь сечения выработки S, м2 | ||||||||||
15 | 0,43 | 0,43 | 0,43 | 0,43 | 0,43 | 0,43 | 0,43 | 0,43 | 0,43 | 0,43 | |
30 | 0,86 | 0,86 | 0,86 | 0,86 | 0,86 | 0,86 | 0,86 | 0,86 | 0,86 | 0,86 | |
60 | 1,72 | 1,72 | 1,72 | 1,72 | 1,72 | 1,72 | 1,72 | 1,72 | 1,72 | 1,72 | |
80 | 2,27 | 2,27 | 2,27 | 2,27 | 2,27 | 2,27 | 2,27 | 2,27 | 2,27 | 2,27 | |
90 | 2,55 | 2,55 | 2,55 | 2,55 | 2,55 | 2,55 | 2,55 | 2,55 | 2,55 | 2,55 |
Средняя продолжительность одного маневра зависит главным образом от принятой технологии отбойки и квалификации оператора. По данным наших наблюдений за эксплуатацией отбойно-оборочных, отбойно-погрузочных машин в различных условиях, средние значения продолжительности одного маневра для операторов средней квалификаций может быть принято равным:
Количество возможных маневров машины
Среднее количество слоев разработки в одной заходке в зависимости от крепости и трещиноватости пород приведено в таблице 4.
Таблица 4
Среднее количество слоев разработки в одной заходке в зависимости от крепости и трещиноватости пород
№
п/п |
Наименование показателей |
Коэффициент крепости пород, |
|||||||||
f=8-10 |
f=10-12 |
||||||||||
Степень трещиноватости пород |
Степень трещиноватости пород |
||||||||||
1 | Тольщина слоя разработки,м | 0,35 | 0,35 | 0,35 | 0,30 | 0,25 | 0,30 | 0,30 | 0,25 | 0,20 | 0,15 |
2 | Количество слоев разработки в заходке |
9,7 | 9,7 | 9,7 | 11,3 | 13,6 | 11,3 | 11,3 | 19,6 | 17,0 | 22,7 |
3 | Ширина выработки В, м | ||||||||||
S=15м2 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | |
S=30м2 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | |
S=60м2 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | |
S=80м2 | 12 | 12 | 12 | 12 | 12 | 12 | 12 | 12 | 12 | 12 | |
S=90м2 | 12 | 12 | 12 | 12 | 12 | 12 | 12 | 12 | 12 | 12 | |
4 | Среднее количество маневров,шт | ||||||||||
S=15м2 | 10 | 10 | 10 | 11 | 14 | 11 | 11 | 14 | 17 | 23 | |
S=30м2 | 15 | 15 | 15 | 17 | 21 | 17 | 17 | 21 | 26 | 34 | |
S=60м2 | 24 | 24 | 24 | 28 | 34 | 28 | 28 | 34 | 43 | 57 | |
S=80м2 | 29 | 29 | 29 | 34 | 41 | 34 | 34 | 34 | 51 | 68 | |
S=90м2 | 29 | 29 | 29 | 34 | 41 | 34 | 34 | 34 | 51 | 68 | |
5 | Средняя продолжитель-ность 1 маневр, мин | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
6 | Средняя продолжительность маневревых работ в одном цикле, час | ||||||||||
S=15м2 | 0,34 | 0,34 | 0,34 | 0,36 | 0,47 | 0,36 | 0,36 | 0,47 | 0,57 | 0,77 | |
S=30м2 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,57 | 0,7 | 0,57 | 0,57 | 0,7 | 0,87 | 1,1 | |
S=60м2 | 0,8 | 0,8 | 0,8 | 0,9 | 1,1 | 0,9 | 0,9 | 1,1 | 1,4 | 1,7 | |
S=80м2 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,1 | 1,4 | 1,1 | 1,1 | 1,1 | 1,7 | 2,2 | |
S=90м2 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,1 | 1,4 | 1,1 | 1,1 | 1,1 | 1,7 | 2,2 |
Средняя продолжительность одного цикла безвзрывной техники и технологии разработки забоев при проходке подземных выработок по крепким породам приведен в таблице 5, а производительность — на рисунках 1 и 2.
Таблица 5
Средняя продолжительность одного цикла безвзрывной техники и технологии разработки забоев характерной площади сечения в зависимости от крепости и трещиноватости пород
№ п/п | Наименование показателей |
Коэффициент крепости пород |
|||||||||
f=8-10 |
f=10-12 |
||||||||||
Степень трещиноватости пород | Степень трещиноватости пород | ||||||||||
В1 | В2 | В3 | В4 | В5 | В1 | В2 | В3 | В4 | В5 | ||
1 | Средняя продолжитель-ность одного цикла Тц, час | ||||||||||
S=15м2 | 3,32 | 3,57 | 4,17 | 5,04 | 7,30 | 4,19 | 5,04 | 6,60 | 9,50 | 18,20 | |
S=30м2 | 6,46 | 7,06 | 8,16 | 9,93 | 14,36 | 8,23 | 9,93 | 12,86 | 18,73 | 35,96 | |
S=60м2 | 12,54 | 15,82 | 16,12 | 19,62 | 28,32 | 16,22 | 19,62 | 25,52 | 37,12 | 71,42 | |
S=80м2 | 16,93 | 18,28 | 21,37 | 26,07 | 37,67 | 21,47 | 26,07 | 33,57 | 49,27 | 95,17 | |
S=90м2 | 18,85 | 20,55 | 23,77 | 29,15 | 37,95 | 24,05 | 29,15 | 29,15 | 55,25 | 106,7 |
Рисунок 1. Производительности безвзрывной техники и технологии разработки в зависимости от трещиноватости пород при f=8-10.
Рисунок 2. Производительности безвзрывной техники и технологии разработки пород различной трещиноватости в зависимости от площади сечения выработки при f=8-10.
Анализ приведенных зависимостей позволяеть сделать следующие выводы:
- При безвзрывной разработке забоев производительность увеличивается с увеличением трещиноватости. При этом изменение имеет заметно выраженный характер. Так, если производительность разработки чрезвычайно трещиноватой породы крепостью f=8-10 при проходке выработки площадью сечения 60-90м2 составляет около 16м3/час, то при разработке забоев аналогичной площади сечения пород этой же крепости, но относящихся к категории средне-трещиноватых показатель производительности составляет уже около 12м3/час. То есть производительность снижается более, чем на 33%. Эта закономерность характерна и для выработок различной площади сечения. Такую зависимость производительности можно объяснить тем, что с повышением монолитности разрабатываемых пород сокращается шаг скола (расстояние между смежными точками отбойки). Это приводит к соответствующему увеличению точек скола в забое и, как следствие, к увеличению затрат времени на настройку инструмента и отбойку породы от забоя.
- При одной и той же крепости и трещиноватости пород, производительность безвзрывной техники и технологии практически не зависит от площади разрабатываемого забоя. Так, если производительность разработки сильно-трещиноватой породы крепостью f=8-10 в забое площадью сечения 30м2 составляет около 14м3/час, то этот показатель в условиях разработки забоя площадью сечения 80м2 и 90м2 составляет около 14,5м3/час. Это, видимо, можно объяснить постоянством шага скола для пород различной трещиноватости независимо от площади разрабатываемого забоя.
Литература:
- Бексалов Е.Б, Тажибаев К., Абсаматов Э.Н, Тажибаев Д.К, Бексалов И.Е Способ безвзрывной проходки горных выработок, Патент КР № 1603. Зарегистрированной в Государственном реестре изобретений Кыргызской Республики 31 декабря 2013года.
- Бексалов Е.Б., Абсаматов Э.Н. Отбойно-погрузочная машина ОПМ-1 «Аскатеш» для безвзрывной проходки туннелей Акбулунской ГЭС по крепким трещиноватым породам. Международная научно-практическая конференция «Инновации в области строительства транспортных сооружений: становление, проблемы, перспективы», КГУСТА им. Н.Исанова, Бишкек-2016г-56с
- Ураимов М. Исследование и создание гидравлического ударного механизма для отбойных машин: Автореф. дисс. канд. техн. наук Фрунзе, 1981. 24 с.
- ЗАО Ясногорский машиностроительный завод[schema type=»book» name=»ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ОТБОЙНО-ПОГРУЗОЧНОЙ МАШИНЫ ОПМ-1 «АСКАТЕШ» НА БЕЗВЗРЫВНОЙ ПРОХОДКЕ ТУННЕЛЕЙ ПО КРЕПКИМ ТРЕЩИНОВАТЫМ ПОРОДАМ» description=»В работе исследована производительность безвзрывной техники и технологии подземнной разработки забоев крепких пород. Установлена взаимосвязь производительности и степени трещиноватости разрабатываемых пород.» author=»Бексалов Есенгельди Бексалиевич, Абсаматов Эрмамат Нурмаматович» publisher=»БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА» pubdate=»2016-12-27″ edition=»euroasia-science.ru_26-27.02.2016_2(23)» ebook=»yes» ]