Лекция 1.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ОЧИСТНЫХ РАБОТАХ ПРИ ПОДЗЕМНОМ

СПОСОБЕ ДОБЫЧИ УГЛЯ

1.1 Перспективы развития комплексной механизации очистных работ

в угольных шахтах Украины

Очистные работы являются одним из основных производственных процессов подземной добычи угля. Их эффективность в шахтах Украины во многом зависит от уровня механизации всех производственных процессов при отработке в основном тонких пологонаклонных пластов. Несмотря на то, что объем добычи угля по Украине с 1990 г. (168,8 млн.т) снижался, начиная уже с 1995г., он стабилизировался на уровне 74,8-83,6 млн.т в год (за 2008г. - 77,65 млн.т, в том числе 45,38 млн.т МУП Украины). В целом по Украине доля рядового угля, добываемая подземным способом комплексно-механизированными забоями, составляет около 84% [1]. При этом уровень механизации очистных работ повышался за счет внедрения очистных механизированных комплексов (OMK) отечественного производства. За 1999 г. достигнута среднесуточная нагрузка на лавы, оборудованные OMK типов: МКД-90 1323, KMT - 798, КД-80 - 574, КМ-87(88) - 383, КМК-98 - 372, АНЩ -101т.

В последние годы но Украине на отработке пологонаклонных пластов ежегодно насчитывается 560-570 действующих очистных забоев, в том числе 420-425 оборудованных механизированными комплексами, из которых около 40% постоянно находятся в монтаже-демонтаже. 50-60 комплексно-мехпиизированных очистных забоев, достигшие за год среднесуточной нагрузки 1000 т и более. В среднем высоконагруженными лавами отрабатыва-ются пологонаклонные пласты мощностью 0,9-1,2 м (48%); 1,3-1,5 м (25%) и 1,6-2,1 м (27%). При этом среднесуточная нагрузка на эти очистные забои составляет соответственно около 1400, 1800 и 2200 т.

Уровень комплексной механизации очистных работ при выемке крутых пластов в Центральном районе Донбасса, где доля добычи угля по Украине составляет около 3%, пока остается весьма низким. OMK для выемки крутонаклонных пластов в диапазоне указанных выше мощностей по простиранию не нашли широкого применения, если не считать щитовые агрегаты, осуществляющие их выемку полосами по падению.

В Украине наметилась тенденция к разработке, созданию и выпуску OMK нового технического уровня. К ним следует отнести такие их типы: МДМ, МКД90Т, КМК200(250) (выпускаемые промышленностью); КДД, КМП06/15, ДТМ (опытные образцы) и конструктивно-параметрический унифицированный ряд АБ-2-130KC (проектируемые с использованием наиболее перспективных технических решений отечественных и зарубежных образцов)· Необходимо отметить, что OMK отечественного производства 2МКД-90 и ЗМКД-90 по обеспечению высоких нагрузок на забой не уступают зарубежным аналогам типа BMV, Глинник, Фазос и MPVO.

Высоким достижением современного уровня развития механизации и организации очистных работ предшествовал большой вклад отечественных ученых, конструкторов, работников горного машиностроения и угольной отрасли, а также передовых бригад горнорабочих комплексно-механизированных забоев. Уже с 1966 г. на шахтах Украины началось широкое внедрение первого поколения OMK различных модификаций (КМ-87, "Донбасс", КМК-97) и щитовых агрегатов с высокими производственными показателями. Достаточно сказать, что в 1970 г. на шахтах Минуглепрома УССР насчитывалось 30 бригад горнорабочих очистного забоя (ГРОЗ), которые из лав, оборудованных вышеуказанными комплексами, добывали за год более 1000 т в сутки. Отдельные бригады достигали рекордных нагрузок на очистной забой, более чем 1500 т в сутки, из которых за период 1966-1980 гг. в среднем за год насчитывалось 20.

По прогнозным данным из 240 среднедействующих в 2008 г. очистных забоев 202 оснащены OMK, в том числе нового технического уровня 173. При этом ожидаемая доля в общем годовом объеме добычи угля этими забоями составила около 88%, при среднесуточной нагрузке на них 1675-1770 т. Согласно стратегии развития угольной промышленности Украины в стране должны быть достигнуты следующие уровни годовой добычи рядового угля к 2010, 2015 и 2030 гг. соответственно 90,9, 110,3 и 130 млн.т [2].

Увеличение выпуска новых отечественных OMK, их широкое и рацио-нальное использование в совокупности с повышением уровней механизации и организации других производственных процессов подземных горных работ будут способствовать увеличению нагрузки на очистной забой, росту объема добычи угля, производительности труда и снижению затрат в целом по угольной промышленности Украины.

1.2 Очистные работы в структуре технологии добычи угля подземным способом и их общие характеристики

Технология добычи угля подземным способом есть шахтный комплекс наземных, подземных сооружений и средств механизации, обеспечивающий трудящимися шахты производство конечной товарной продукции (угля). Подземные работы как часть этой технологии представляют собой совокуп­ность различных производственных процессов.

Производственный процесс, представляет собой совокупность рабочих процессов, выполняемых коллективом трудящихся соответствующего подразделения шахты (участка), имеющий определенное завершенное организационно-технологическое содержание и направленный на создание конкретных промежуточных результатов или продукции,.

Рабочий процесс, выполняемый частью трудового коллектива участка шахты (бригадой, звеном), характеризуется однородностью состава работ

(рабочих операций), ограниченностью их промежуточным результатом и местом выполнения.

Рабочая операция - совокупность соответствующих рабочих приемов как законченных трудовых действий ее исполнителя.

Подготовительные и заключительные операции, осуществляемые со-ответственно в начальной и завершающей стадиях рабочего процесса, носят контрольные и профилактические меры по предварительному созданию безопасных условий и обеспечению надежной работы средств механизации (контроль за содержанием газа метана, состоянием рабочего места, уборка инструментов и проверка их исправности, заливка масла в редукторы машин и т.п.).

Признаки производственного или рабочего процессов включают:

- предмет труда (угольный пласт, породоугольная масса);

- исполнителей (рабочих);

- средства труда (инструменты, механизмы, машины, аппаратура);

- место работы (подземная выработка);

- результат работы (окончательный или промежуточный).

Следует различать основные, вспомогательные и обеспечивающие подземные производственные (рабочие) процессы:

- основные, непосредственно связанные с предметом труда; -вспомогательные, сопровождающие основные процессы и носящие дополнительный характер;

- обеспечивающие, направленные на локализацию проявлений физических процессов, вызванных подземной разработкой угольных пластов и оказывающих негативное влияние на основные и вспомогательные процессы.

На уровне производственных процессов подземных горных работ к основным относятся: очистные, сооружение выработок, основной подземный транспорт, подъем горной массы и угля; вспомогательный - вспомогательные подземный транспорт и подъем, монтаж-демонтаж и ремонт шахтного оборудования; обеспечивающим - проветривание шахты, дегазация, водоотлив, кондиционирование воздуха, содержание, ремонт и ликвидация выработок и т.п.

На уровне очистных работ к основным рабочим процессам относятся: выемка угля и его транспортировка по выработке, бурение шпуров или скважин по углю, выемка ниш, оформление забоя; вспомогательным - передвижка (переноска) скребкового конвейера, доставка оборудования и материалов по очистной выработке, монтаж-демонтаж очистного механизированного комплекса; обеспечивающим - управление горным давлением, проветривание очистной выработки, пылеподавление и т.п.

На уровне рабочего процесса (на примере выемки угля комбайном) к основным операциям (составу работ) относятся: управление комбайном, зачистка угля и породы на комбайновой дороге; вспомогательным - контроль за кабелем и оросительным шлангом, грузопотоком и перемещением негаба-ритных по размеру кусков угля (породы), а также других предметов; обеспе-чивающим - контроль за состояниями обнажаемой кровли, крепи пылегазовым режимом и орошением.

Результаты работы характеризуются:

-объемом, измеряемым в соответствующих физических единицах (т, м, м³);

-трудоемкостью (чел.-смен), зависящей от нормы выработки (т/чел.-см., м/чел.-см., м³/чел.-см.);

-продолжительностью (мин., час, см., сут.) и интенсивностью (скоростью) выполнения (т/мин., т/см., т/сут., м/сут.).

Продолжительность работ включает перерывы, в течение которых исполнитель не осуществляет трудовой процесс по различным причинам. Перерывы подразделяются на регламентированные и нерегламентированные.

Регламентированные перерывы предусмотрены трудовым законода-тельством (время отдыха), требованиями безопасности, технологией и организацией работ. В отдельных случаях время отдыха рабочих совмещается с технологическими перерывами.

Нерегламентированные перерывы связаны с различными простоями, вызванными аварийной ситуацией, нарушениями технологии, организации и трудовой дисциплины.

Трудоемкость и продолжительность работ зависят от уровней их меха­низации, организации и условий труда, характеризуемые состоянием места работы и окружающей среды, соблюдения правил технической эксплуатации и безопасности, а также квалификации исполнителей и морально-психологического климата в трудовом коллективе.

По доле затрат физического труда на выполнение производственного или рабочего процессов последние подразделяются на немеханизированные (ручные), полумеханизированные, механизированные и автоматизированные. При немеханическом процессе используются мышечная энергия рабочего, различные по назначению инструменты и приспособления; полумеханизиро-ванном - отдельные механизмы и машины; механизированном - машины или их комплекс, управляемые вручную; автоматизированном - комплекс машин при непрерывной регистрации их работы приборами, показания которых контролируется исполнителем.

Уровень механизации работ оценивается относительной величиной

где Q_ρм - часть общего объема работ Q_р, относящихся к определенным производственному или рабочему процессам и выполняемых механизи-рованным способом.

Уровень автоматизации работ к_а отражает отношение числа автома-тизированных объектов (машин, комплексов и агрегатов) Ν_α0 ко всему их числу N₀, обеспечивающих определенные производственный или рабочий процессы:

Очистные работы согласно "Правилам технической эксплуатации угольных шахт" (ПТЭ) [3] с соблюдением требований "Правила безопасности в угольных шахтах" (ПБ) [4] выполняются в соответствии с "Паспортом выемки угля, крепления и управления кровлей в очистной выработке" как составной части "Паспорта выемочного участка".