Министерство угольной промышленности СССР Институт горного дела им. А. А. Скочинского (ИГД им. А. А. Скочинского) Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханикн и маркшейдерского дела (ВНИМИ)

МЕТОДИКА РАЗРАБОТКИ И ВНЕДРЕНИЯ МЕРОПРИЯТИИ ПО УЛУЧШЕНИЮ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ И ПОВЫШЕНИЮ ЭФФЕКТИВНОСТИ МЕХАНИЗИРОВАННЫХ КОМПЛЕКСОВ В ДЕЙСТВУЮЩИХ ОЧИСТНЫХ ЗАБОЯХ

Москва

1981

Министерство угольной промышленности СССР

Институт горного дела им. А. А. Скочинского (ИГД им. А. А. Скочинского) Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела ___ (ВНИМИ)___

Утверждена зам. министра угольной промышленности СССР

И. А. Сливаевым 5 мая 1981 г.

МЕТОДИКА РАЗРАБОТКИ И ВНЕДРЕНИЯ МЕРОПРИЯТИЙ ПО УЛУЧШЕНИЮ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ И ПОВЫШЕНИЮ ЭФФЕКТИВНОСТИ МЕХАНИЗИРОВАННЫХ КОМПЛЕКСОВ В ДЕЙСТВУЮЩИХ ОЧИСТНЫХ ЗАБОЯХ

Москва

1981

3*1.3, Литологический состав, строение И СЛОИСТОСТЬ кровли, мощность слоев, трещиноватость и ее ориентировка оцениваются по данным имеющихся в районе выемочного столба геологических скважин (стратиграфическим колонкам) и уточняются в обнажениях (квершлаги, гезенки, прорывные штреки, зона обрушения)*

Литологический состав и структура основной кровли в действующих очистных забоях систематизируются по количественным и качественным характеристикам породных массивов, приведенным в табл.3*1* Подразделения AI, Б1, Б2, BI, В2, Г2 ж ГЗ, вводящие в классификацию стадийность обрушения основной кровли (одностадийное -AI_t Ы» 81; двухстадийное - Б2, В2 и Г2; трехстадийное - ГЗ), равно как и вся пре .платаемая систематизация по принятым укрупненным структурным характеристикам породных массивов, подлежат уточнению в результате выполнения работы.

3.1,4. Все множество характеристик боковых пород в действую*-очистных забоях распределяется следующим образом (рис. 3.2): в зависимости от мощности ж литологического состава породной толще выделяются типы основной кровли (А, Б, В, Г) и в зависимости от стадийности обрушения - ее подтипы (I, 2, 3);

в зависимости от соотношения определяются классы непосредственной кровли (I, П, Ш) 1 в зависимости от устойчивости -т подклассы (У* Н);

по сопротивляемости пород вдавливанию различаются категории крепости почвы (П_# С).

На рю. 3.2 приняты следующие обозначения:

I - неустойчивая непосредственная кровля, допустимая площадь обнажения менее 10 т;

I - устойчивая (средне! устойчивости) непосредственная кровля, допустимая шттт обнажения 6шт 10 т;

I - прочная (крепям к средней кюепооп) почва

ЗЛ.5. 1 едгеветотвиш с прмштшш крггершшш тшшзащт боковых пород (ом. рю* 3.2) кровли по тяжести пролазенжй горного давления радоливгоя на да категории: 1 - легкие, Т - тяжелые.

Кровли считаются тяжелыми, если:

1)    непосредственная кровля состоит из жегкообрушающихся пород мощностью Зл либо отсутствует;

2)    основная кровля состоит из различных пород с пределом

прочности на сжатие не ниже 500 кго/см^ мощностью, равной и более двух мощностей пласта;

10

? a С х х ц я ЭЛ

Систематизация литологического состшт ж структуре пород основной кровли

3) шаг первой ооадки основной кровли 1₀ более 30 м, шаг периодических ооадок t₀ более 15 и; отношение -—статистически равно 0,5.    ⁰

3,1.6. Системная оценка влияния боковых пород на реализацию техяико-вкономачеокого потенциала механизированных комплексов в действующих очиотных забоях производится в следующих подсистемах:

Б шифрах первая буква отражает системную категорию первого уровня - тяжесть кровли (Л или Т), две вторых - следующие уровни: устойчивость непосредственной кровли (У или Н) и крепость почвы (С или П).

3.1.7.    В составе обязательной информации о каждом действующем очистном забое по данным геологической службы шахты фиксируется основная система кливажа пород кровли с указанием:

азимута простирания В_КА , град;

угла падения Т_кл с направлением падения, град.

3.1.8.    Бея информация о горно-геологической характеристике боковых пород сводится в карточку-забой в строгом соответствии с разработанной формой I (приложение I).

Для ранжирования характеристик боковых пород по критериям управляемости кровлей заполняется таблица индексов (см. приложение I) и определяется шифр подсистемы по каждому забою.

На рис. 3.3 приводится пример заполнения карточки-забоя по форме I, выполненного в соответствии с настоящей методикой.

Построение литологической колонки производится в строгом соответствии с принятыми обозначениями (приложение 2).

3.2. Систематизация параметров залегания пластов по степени их нарушенности и разрушаемости на выемочных участках

3.2.1. Системное представление параметров залегания пластов (степень их нарушенности и сопротивляемости резанию) в действую щих очистных забоях с механизированными комплексами формируется с учетом влияния управляемых горно-геологических факторов (третий и четвертый уровни типизации):    /3

где - суммарная длина нарушений

j? - углы встречи забоя с плооеоотью о продольные (60-90°), диагональные речные (до 30°) нарушения.

3.2.2. Параметры залегания и нарушеннооти оахтопластов в границах выемочных полей типизируются укрупненно о позиций технологии выемки угля механизированными комплексами и агрегатами, ооотавляя две группы основных горно-технологических факторов (рио. 3.4):

факторы, отражающие влияние отроения и гипсометрии плаота: сопротивляемость пласта резанию 6_р , кго/см, в трех диапазонах значений: S. 1.80 (IP), 180^5,^300 (2Р) и ip 9 300 кго/ом (ЗР);    _л-

колебаняе о ре дней мощнооти пласта V =    различаемое

в двух интервалах значений: V 15% ж V ^ IЬ%1 минимальный радиус кривизны подошвы пласта R_g , сопряженный о показателем переходамости геологических нарушений и выделяемый в диапазонах R_g> 30 м и R_g*z30 м; факторы, определяющие влияние геологической нарушеннооти пластов на выемочных участках:    ^    ^

амплитуда разрывных нарушений—^- в интервалах-^-^0,5 (легкопереходамые) и 0,5 А ^1,0 (трудноперехода-

коэффициент нарушеннооти выемочного столба, областью определения которого будет К_н 5 (IH) и 5 £ К_н 10 (ПН),

3.2.3. Управляема горно-геологические факторы представляют-оя в следующих категораях характеристик я численных значений (ом. рио. 3.1):

шбросоепаоность пластов, оцениваемая в соответствии о “Инструкцией по безопасному ведению горных работ на пластах, склоняю: к внезапным выбросам угля, порода а газа", 1973.

Индексы

Ш

ВО

гаэообвлыюоть очистных забоев:

$ * 10 м⁸/т | 9 10 м⁸/т

ойводнеавооть очистшк забоев

Иадикок

Ut

иг

3,2.4, Тю лавы~плаота в прадедах кояхретного вывмочйш-о поля определяется всея совокупностью неуправляемых горно-гео-логических факторов (^ . У ,R_e ,    , к_м ). В еавяоамооти

от степени технологической сложности отработки плаотн относятся к категории олабонарушенных (Сл) либо оял&коаарушенных (Си) пластов (ом. рво.3.4).

Воя регламентируемая информация о параметрах залегания плиотов на выемочных участках формируется в единой карточке-вабое по форме 2 (приложение 3), в которой также заполняе?-оя таблица индекоов в устанавливается тип лавы-пласта.

На рис. 3,§ показан промер заполнения карточки-забоя по форме 2.

4. КОМПЛЕКСНОЕ ИЗУЧЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ДЕЙСТВУЮЩИХ очистных забоях с мшбизирован-НЫМИ КОМПЛЕКСАМИ

Целью комплексного исследования технологических процессов в комплексыо-механи знрованных забоях является изыскание резервов увеличения нагрузки и повышения производительности труда рабочих очистного забоя. Достижению атой цели слухит разработанная методика изучения машинных процессов механизированных комплексов и агрегатов, состава процессов. работ и операций в очистных забоях.

Комплексное исследованяе представляет собой системное изучение и анализ в пространстве и во времени всей совокупности процессов, видов работ и операций, выполняемых в действующих комплексно-механизированных очистных забоях.

Исследование в пространстве -метод совокупного изучения технологических процессов и видов работ - в местах их выполнения - в комплексно-механизированном очистном забое, группе забоев на шахте, в производственном объединении, бассейне и ТДинуглепроме СССР в целом.    /л

УДК 622.232

Настоящая методика рассчитана па одноразовое комплексное обследование действующих* комплексыо-ме xai■изированных очистных забоев, направленное на выявление узких мест и резервов повышения нагрузки по всем типам комплексов на полого-наклонных (до 35 ) пластах.

В рамках единой программы и методики научно-технического обеспечения производства предусмотрены разработка и внедрение мероприятий по улучшению использования и повышению эффективности действующего парка механизированных крепей и комплексов, осуществляемых на уровне оперативных инженерных и организационно-технических решении на шахтах в масштабе производственных объединений.

работа направлена на последовательное сокращение и исключение ручного труда, повышение уровня механизации очистных работ и эффективности производства в отрасли.

Методика предназначена для использования инженерно-техническими и экономическими службами шахт и производственных объединений, научно-исследовательскими институтами и проектно-конструк-торсними организациями угольной промышленности.

Работа выполнялась под руководством члена-корреспондента АН СССР А.Е.Докуки:;а. Исполнители: Д.Т.Горбачев( разделы 2. 5, 3),

B. М.Казьмин (раздел 3), Л.К.ЭДдряшов (раздели I, 2, 4, 5, 3. 6),

C. В.Намоктов (разделы 1-3. 5, ь), А. А.Орлов (разделы 3, 5), Г.И.Ягодкин (разделы 3, 5).

В подготовке настоящей методики принимали растив: от Технического управления Минуглепрома СССР - В.Т.Волков,

В.А.Лобов. Н.И.Яковлев, С.В.Федоренко;

от ПО "Юиг^эбассуголь" - В.д.Ялевский, Ю.⁷\Малышев,

К.М.Дурнич, А.В.Ивашкевич, Г.И.Рощупкин;

от ПО "Ворошиловградутоль" - И.А.Горбунов, З.П.Голощапов,

Ф.В.Компакцев, А. С. Таранченко, 1Л. С.Орлов;

от ПО "Добропольеутоль" - Е.Г. Аралов, Я.В.Ивапчишин, П.С.Раценко, В. II.Ващенко, С.З.Вяттошко:

от ИГД им,А.А.Скочинского - ГЛ.С.Газизов, Г.А.Катков, В.П.Аладншев, Б.М.Дельцов, В.И.Костенко, 3.П.Погорело?, В.И.Баринов, ^т'. С. Казьмигia, А. П. Бондаренко;

от ВПет - С.Г.Еаранов, Ю. Г.Бычков, В.Л.Кругликов, Г.М.Садиков, О. Т. Степан е-ко, ?.И.Ялнше в;

от Гипооутлемел'а - Б.К.Мьплляев, А.С.Слепцов, Г.Г.Г^вор,

И.X.Гогия, В.т.Пархомчук;

от ДонЗТИ - Ю.Г.Спицик» Е.Д.Дубов, Г.^тт. Голубев, Г.В.КУдроветт; от Куз^т,ИУИ - М.И.Середечко, С.И.Калинин, В.П.Белов,

И.К.Куртуков;

от КПИУИ - К.О.Атыгаев, Г.С.Еремин, Е.П.Брагин, А.Ф.Сзялатов; от ШахтКИУИ - Ю.А.Литвяк, В.ГЛ.Макаров; от ПечорНЩпроекта - Д.И.Гоц, В.А.Котов, И.Ф.Касыяпык,

A.    С. Угличский:

от ИЮ Углемехапизация" - П.Я.Хижняк, л.и.Иваненко,

B. И.Алифанов.

В техническом оформлении работы принимали участие: Н.Л.Акимова, К.Я.Куприна, В. Т. Селиванова, Л.К.Коваль, Л.А.Попова.

Институт горного дела им. А. А. Скочинского (ИГД им. А. А. Скочинскосо), 1981

Исследование во времени - метод хроаометражного изучения работы и простоев машин, оборудования, затрат рабочего времени на работах и операциях в комплексно-механизированном очистном забое в течение смены, суток или нескольких смен, суток.

Задачи исследования в пространстве и во времени работы применяемых механизированных комплексов на шахтах заключаются в следующем:

1.    Изучение структуры процессов работ на местах выполнения с различными условиями и типами применяемых механизированных комплексов.

2.    Определение фактической численности (выхождаемости) рабочих,занятых на процессах работ в очистном забое (в лаве, на сопряжениях, погрузочном пункте).

3.    Определение фактических затрат труда - трудоемкости машинных процессов, работ и операций, выполняемых рабочими в добычные и ремонтно-подготовительные смены.

Установление фактических объемов механизированного и ручного труда в очистных забоях.

5. Изучение фактических затрат времени использования машин и оборудования, затраты труда рабочих, занятых в очистных забоях в добычные и ремонтно-подготовительные смены;

определение времени производительной работы машин я оборудования, затраты труда рабочих, занятых на технологических процессах в добычные смены;

определение затрат времени на выполнение подготовительно-закдючмтельшгх операций и продолжительности технологических (регламентированных) перерывов;

определение затрат времени на выполнение вспомогательных работ и операгщй, соваеиаемых к ве совмещаемых во времени о основными процессами работ в добычные смены;

выявление простоев (потерь времени) по различным причинам е добычам® сиены;

определение затрат времени на выполнение обслуживающим персоналок работ по осмотру я ремонту манка, оборудования в ремонт-?ю подготовительные смены.

20

I. ВВЩЕНИЕ

|^ководствунсь решениями ХХУ1 съезда КПСС х директивными указаниями Минуглепрома СССР об усилении свези науки с производством* ускорении научно-технического прогресса и оказании научно-технической помощи производственным объединениям и предприятиям отрасли, ЯГД им» А*А.Скочинского и ВШМИ совместно с ведущей специалистами бассейновых НИИ и производственных объединений "Шкузбассутоль", "Ворошшовхрадуголь" и ^ДскЗропольеуголь" осуществили подготовку настоящей методики с целью программной разработки и поэтапного внедрения мероприятий* направленных на повышение технического уровня производства и эффективности применения механизированной крепи и комплексов в действующих очистных забоях»

Широкое применение механизированных комплексов является основой технического перевооружения угольной промышленности и непосредственно связано с повышением эффективности, качества оборудования и совершенствованием организации работ* Эксплуатация комплексов в различных горно-геологических условиях ставит ряд новых и сложных производственных задач* связанных с повышением эффективности производства на шахтах* повышением нагрузки на забой* ликвидацией случаев разрыва между плановыми и фактическими технико-экономическими показателями*

Исходя из того» что интенсивность производства на современной шахте определяется главным образом величиной углепотока из комплексно-механизщзованных очистных забоев, чрезвычайно важным представляется решение первоочередной задачи: во всем многообра зии производственных ситуаций выявить узкие места и резервы повышения нагрузки, разработать и внедрить мероприятия по улучше-

3

нго использования в повышению эффективности действующего парка механизированных комплексов в каждом производственном объединении.

Для разработки перспективной программ* конструирования х внедрения механизированных комплексов нового технического уровня, модернизации существующих малин и оборудования, механизации ручных работ и операций в очистных забоях необходимо по единой методике провести системное обследование действующего парка механизированных комплексов во множестве горно-геологических ж горнотехнических условий эксплуатации с регламентированным составом выборочных замеров и наблюдений и комплексной количественной оценкой реально действующих факторов и причин снижения натру зок, особенно в сложных горно-геологических условиях.

Поэтапное выполнение этих робот основывается на следующих методиках:

1.    Методика разработки и внедрения мероприятий по улучшению использования и повышению эффективности механизированных комп-ИКСОВ в действующих очистных забоях.

2,    Методика а иетодячеокае указании по разработке единой классификации и типизации горно-геологических характеристик мах-топяаотоя в определению обобщенных количественных показателей взаимодействия механаакроваввой крепа с боковыми породами по

клаосаи уововяй.

8, Ос в она« пеяоавят методика в методические укааекак в программами разработки* по маннам» технического уровня промз-аедстяа а аффехтаввеом пряхегинма механизированной крем а вомпяехоов в отраоаа.

Настоящая методама отноеятоа к первому атаву работа, ва»-ааавроааввому ва 1962-1982 гг. яа мостах 14 провз>одот1еааах ебъедяаеяяй.

2. ЦВЯЬ R ОСНОЕШВ ОДПй РАБОТЫ

Принципиальная особенность вхаввруемой работа состоит в мм, что она является хошжехсвой в многоцелевой, направленно! не только ва научно-техническое обеспечение к поименно техншчееко-

<*

го уровня производства а действующих очистных забоях о маиши-анроваиными комплексами, но в на всестороннее мучение в обобщена» проблем дальнейшего развития комплексной механизации в щатоматкващх технологических дроцесоов очистной %нащщ угля.

Определяющим в постановке комплексных целевых исследований в анализе сложившейся производственной оитуации с использованием действующего парка механизированных комплексов является:

типизация горно-геологических факторов и изучение их влияния на уровни нагрузки и производительность труда в действующих очистных забоях в масштабах производственных объединений с целью установления области эффективного применения механизированных комплексов;

нвучение структуры технологических процессов и видов работ в пространстве, машинных процессов в ручных операций во времени, аварийности и простоев механизированных комплексов во множестве ранжируемых производственных ситуаций;

выявление и систематизация конструктивно-технологичеоккх не достатков механизированных комплексов, определение требований к модернизации конструкций и улучшению эксплуатационных параметров машин и оборудования, накопление и обобщение информации для разработки унифицированного ряда механизированной крепи нового технического уровня;

выявление резервов снижения трудоемкости и сокращения ручного труда в лавах и на сопряжениях, повышения коэффициента машинного времени и путей устранения недостатков в организации работ, улучшения технико-экономических показателей очистных забоев с механизированными комплексами с реализацией разрабатываема мероприятий на уровне шахт и ПО.

Укрупнен») на первом этапе основные задачи работы сводятся к следующему:

I. С целью изыскания резервов повышения нагрузки на вабой выявить узкие места в технике и технологии выемки угля механизн рованными комплексами (трудоемкость ручных работ и операций; аварийность оборудования и простои, трудоемкость обслуживания и ремонта оборудования, сникающие коэффициент машинного времени; затраты времени и трудоемкость преодоления нарушенных участков выемочных полей, перехода критических зон, монтажа и демонтажа оборудования и др.; нерациональные технологические параметры выемочных участков - короткие выемочные поля, завышенные длины

5

лав, нарушения порядка их отработки, сложные условия поддержания оконтур иго ающюс выработок, ограничения по пропускной способности транспорта, вентиляции и др.; несоответствие паспортных данных оборудования механизированных комплексов условиям эксплуатаций и неправильному их использованию).

2.    Оценить весомость основных технических и технологических факторов в формировании технико-экономических показателей эксплуатации механизированных комплексов в различных горно-геологических условиях (трудноуправляемые кровли, геологические нарушения, переменный угол падения, сложное строение пласта, газообиль-ность лавы, обводненность и др.).

Составить сводную информацию по всем типам механизированных комплексов о конотруктивио-технических и технологических недостатках, ограничивающих область их эффективного применения.

3.    Произвести ранжирование шахтопластов по классам условий, эксплуатации механизированных комплексов, требуешм уровням сопротивления и типам механизированной крепи в диапазоне мощностей полого-наклонных (до 35°) пластов в масштабах производственных объединений.

Определить существующую и перспективную потребность производственных объединений в конкретных типах механизированной крепи и комплексов для различных условий эксплуатации.

4.    На основе комплексных хрономегражных наблюдений и производственной информации о фактической трудоемкости технологических процессов и видов работ в пространстве и во времени установить фактическую и возможную совмещаемость основных и вспомогательных (сопутствующих) операций.

5.    Обобщить передовой опыт брнгаи-тнсячнжков в организации

шоок<шро1звсдительной работа механизированных комплексов - отработке выемочных поле! с гесоклдаескшж нарушениями, проведении работ по техническому обслуживанию щ ремонту машин и оборудовании в добычные и ремоитвсмкдгото^    смена, внедрении на-

рядов-рапортов, технологических картохрдом и др.

G. Разработать вг внедрить мероприятия по повышению количественных к качественных показателей эксплуатации механизированных комплексов в производственных объединениях и увеличена числа лав о тысячным режимом суточной нагрузки, добычей 500 тыс. т

Р, I млн. т в год.

ь

3. РАСПРВДШНИЕ ШАХТОШАСТОВ В ДЕЙСТВУЮЩ ЛАВАХ С МШНИЗИРОВАШШМИ КОМПЛЕКСАМИ ПО ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИМ ФАКТОРАМ

Определяющим в построении классификации, обобщающей опыт эксплуатации механизированных комплексов в различных бассейнах страны и предшествующих разработок в этой области, является рас-смотрение геомех&нхчеоких характеристик углепородных массивов с поеициХ технологии выемки угля механизированными комплексами и агрегатам!, Технологические критерии позволяют однозначно регламентировать горно-геологическую ситуацию в действующих очистных забоях, выявить решающие факторы эффективности выемки угля и исключить заведомо ошибочные решения при использовании техники в сложных горно-геологических условиях.

Горно-геологичеокив условия эксплуатации механизированных котике о в в полого-наклонных пластах (до 35°) типизируются с использованием блочного принципа группировки классифицируемых факторов четырех уровней (рис, 3.1):

первый уровень - региональные параметры залегания пласта: мощность, угол падения, глубина залегания;

второй уровень - категории боковых пород по управляемости кровлей и креплению: тяжесть кровли, устойчивость непосредственной кровли, сопротивляемость почвы вдавливанию;

третий уровень - категории пласта по нарушенное™ и разрушаемое™: переходимость геологических нарушений, сопротивляемость пласта резанию, вписываемоеть оборудования в гипсометрию пласта (приспосабливаемоеть);

четвертый уровень - сочетания управляемых горно-геологических факторов: выбросоопасность пласта, газообильнооть лавы, обводненность забоя.

3.1. Рвнхирование характеристик боковых пород по критериям управляемости кровлей и крепления очистных забоев

3.1.I. При системном определении по проявлениям горного давления характеристик угле-породных массивов в действующих комплексно-механизированных очистных забоях предусматривается формирование укрупненной информации первого и второго уровней типизации горно-геологических условий:

/

пласты угля:

мощность (полная) т , м; угол падения (средний) Л , град; глубина залегания И , щ ооновная кровля:

средняя мощность пород основной кровли h., м, и отноше-^гав М S

отруктурная характеристика породного массива (литологический состав и строение), мощность единичного неоущего слоя h* либо суммарная мощность крепких пород Zh* , м; шаг первой осадки ооновной кровли L_g , м; шаг периодических осадок 1_а , м; непосредственная кровля:

отношение мощности непосредственной кровли к мощности пласта

п%

устойчивость непосредственной кровли; почва:

контактная прочность почвы на вдавливание 6$, кгс/ом^. 3*1.2* Распределение параметров залегания плаотов в груше региональных факторов определяется следующим (см* рис. 3*1): мощностью пластов:

Индексы

т * I ₍2 м . . * . ♦ ml

1,2 м &т±2,Ь м..... m2

т » 2,5 м ..... * m3

углами падения (средними) полого-наклонных пластов (до 35°).

Индексы

JC ^ 18°.....об    I

18° ^ *6 4=. 35°.....*6    2

глубиной залегания пластов:

Индексы

Н г. 100    м..... HI

100    600    м..... Н г

н > 600    м..... н з