Маркшейдерские работы по обслуживанию эксплуатационного участка угольной шахты и снижение себестоимости угля

2.1.11 Замер горных работ

Замеры горных выработок, их документация составляют значительную часть в общем объеме маркшейдерских работ на горном предприятии. Замеры осуществляются от съемочных сетей, их производство главным образом связано с выполнением съемок пониженной точности.

В результате замеров получают данные, необходимые для пополнения и детализации маркшейдерской графической документации, определения и контроля объемов выполнения горных работ, контроля оперативного учета добычи полезного ископаемого, учета потерь и разубоживания полезного ископаемого при добыче, управление запасами и т.д.

Посредством замеров контролируется правильность ведения некоторых видов горных работ - соблюдение требований паспортов крепления подготовительных и очистных выработок, а также размеров целиков около подготовительных выработок и т.д.

Необходимость в замерах возникает в связи с тем, что съемочные сети создаются с отставанием от непрерывно подвигающихся забоев горных выработок и не дают необходимого представления о положении и состоянии горных выработок на отчетный период.

Кроме того, ряд данных, необходимых для работы горного предприятия, может быть получен в результате линейных измерений меньшей точности, например, определение положения и размеров целиков, мест засечки нарезных выработок и т.п. Периодичность замеров определяется потребностями производства и регламентируется нормативными отраслевыми документами, например, месячные замеры.

2.1.11.2 Замер подготовительных горных выработок

Производство замеров в подготовительных горнах выработках включает:

– измерение длины и подвигания выработок с целью определения и контроля объема выполненных горно-подготовительных работ;

– измерение длины линий забоев и контроль соответствия фактических сечений подготовительных выработок проектным сечениям;

– определение положения и размеров нарезных выработок и целиков с последующим использованием этих данных для пополнения планов горных выработок, подсчета потерь и т.д.;

– определение положения и элементов залегания геологических контактов (напластования, тектонических разрывов, трещинноватости) структуры пласта и других геологических объектов.

Порядок выполнения работ:

– составление эскиза выработки и забоя;

– измерение длины выработки и определение ее подвигания за отчетный период;

– измерение длины линии забоя, мощности пласта;

– измерение линейных элементов поперечного сечения выработки.

Содержание эскиза:

– положение исходных точек и расстояний от них до забоев по предыдущему замеру;

– наименование горных выработок и их замеры;

– мощность пласта и зарисовка структуры пласта;

– места и данные измерения элементов залегания пласта;

– места обрушений, опасные очаги и зоны.

Результаты замера заносят в замерную книжку, результаты обработки в Книгу замеров.

Положение указанных объектов определяется относительно мест пересечения выработок, точек теодолитной съемки или от специальных замерных точек, отмеченных в натуре тем или иным способом (краской, металлическими пластинками и др.) в зависимости от вида крепления. Положение этих замерных точек, в свою очередь, устанавливается путем измерения рулеткой их отставаний от ближайших точек теодолитной съемки.

В отчетные периоды от замерных или опорных точек тесьмяной или металлической рулеткой измеряется расстояние до забоя выработки по полезному ископаемому и породе, до последней рамы крепи и до конца уложенных откаточных путей. Разность результатов измерений на конец и начало отчетного периода дает величину подвигания забоя выработки за отчетный период по полезному ископаемому и породе, приращение длины закрепленной части выработки и откаточных путей. Пусть L₁ и L₂ - расстояние забоя выработки соответственно на начало и конец отчетного периода, тогда подвигание забоя за отчетный период будет в виде:

, (2.38)

Одновременно на составляемом эскизе показывают расстояния до соседних выработок, пересекающих данную; положение нарезных выработок; положение и размеры целиков; положение и характеристику геологических объектов и т.д.

По данным замеров и документации на маркшейдерский план горных выработок наносятся в карандаше не только второстепенные выработки и связанные с ними детали, но и подвигание не основных подготовительных выработок, в результате съемок уточняется конфигурация замеренных участков основных выработок на плане и затем закрепляется тушью. При замерах значительное внимание уделяется контролю соответствия фактических сечений подготовительных выработок проектным. На закрепленных участках сечение выработок измеряется вчерне и в свету. При этом в выработках трапециевидного сечения измеряются: высота h₀ от кровли до почвы выработки, высота h от верхняка до головки рельсов, ширина А вчерне и ширина а в свету по низу верхняка, ширина С вчерне с в свету на уровне кромки вагонетки, ширина В вчерне и b в свету на почве выработки, величина зазоров r между стойками и верхней кромкой вагонетки. Кроме того, измеряются зазоры между крепью и стенками выработки, расстояния от головки рельсов до контактного провода.

На незакрепленных участках подготовительной выработки измеряется ее ширина (вверху, внизу, посередине) и средняя высота. В случае выхода сечения выработки за пределы залежи, измеряется длина обнажения залежи в забое (включая раскоску) и мощность залежи.

В случае обнаружения недоступных отклонений сечения и уклона от проектных значений выработка бракуется.

Замеры и контроль сечений подготовительных выработок криволинейного очертания производится разными способами, обычно полярным или способом линейных засечек. При наличии необходимого оборудования может быть использован в этих целях фотоаппарат со щелевой камерой.

При полярном способе используется рулетка и градуированный полукруг (тип транспортира), закрепленный на вертикально установленной распорной стойке на высоте h по оси выработки. Измерение сводятся к измерению рулеткой расстояний от центра полукруга до периметра выработки и угла наклона полотна рулетки в разных ее положениях. По высоте центра h полукруга, измеренным расстояниям l_i и их углам наклона д_i определяется фактическое сечение выработки.

Способ линейных засечек сводится к измерению расстояний l₁ и l₂ в каждой засечке до определяемой точки контура выработки от произвольно выбранных точек. По высоте h последних относительно почвы выработки и совокупности расстояний l₁ и l₂ строится фактическое сечение выработки.

Помимо замеров сечений вновь проводимых выработок маркшейдер совместно с представителями технадзора, ответственными за состояние горных выработок, контролирует состояние эксплутационных главных подготовительных выработок. Этот контроль сводится к выборочному замеру сечений выработки, проверке состояния крепи и чистоты выработок, к съемке сечений в местах вывалов породы и проверке сечений после перекрепления выработок, а также к выборочной проверке уклона откаточных тупей и т.д.

Мощность и структура залежи являются основными ее показателями, используемыми при решении многих производственных задач, поэтому их оценке при замерах уделяется большое внимание. При этом часто в расчетах используется мощности залежи по характерным направлениям: по нормали m к залежи, по горизонтальному направлению m_г вкрест простирания залежи и по вертикали m_в. Для пластовых залежей наибольшее интерес представляет нормальная мощность m, связанная с горизонтальной (вкрест простирания) m_г и вертикальной m_в следующей зависимостью:

, (2.39)

где д - угол падения пласта, г.

В случае значительной мощности залежи непосредственное измерение нормальной мощности затруднено, поэтому ее определяют косвенно, при этом исходной является измеренная мощности m_изм залежи вдоль секущей выработки или обнажения. Вертикальная мощность m_в залежи в данной точке является величиной постоянной в любом вертикальном разрезе т устанавливается в разрезе, проходящем через секущую выработку. Если известна вертикальная мощность и угол падения залежи, то искомую нормальную мощность m находят по формуле (2.39). [ ], [ ].

Целью производства замеров в очистных и нарезных выработках является определение длины линий очистных забоев, их подвигания за отчетный период и выявления деталей очистного пространства с целью получения необходимой информации для пополнения планов, контроля паспортов крепления очистных выработок, подсчета добычи полезного ископаемого, потерь и т.д. Положение очистных забоев определяют рулеточным замером от пунктов съемочной сети. погрешность определения длины линии забоя, подвигания и высоты выработки не должны превышать 1:100. положение очистного забоя при крутом падении с выемкой полезного ископаемого по простиранию определяют путем измерения расстояний от забоя до пунктов, расположенных в штреках верхнего и нижнего горизонтов.

Замеры и съемки очистных забоев и нарезных выработок сопровождаются составлением детального абриса по каждой выработке. К ним относится положение и размеры оставленных целиков; сведения о креплении и поддержании выработанного пространства; характеристика залегания, мощности и структуры пласта. Результаты замера в целом по горному предприятию заносят в Журнал замера горных выработок.

Мощность хорошо выдержанных пластов в очистной выработке измеряется через 15 - 20 м по простиранию и падению пласта. В случае изменчивой мощности элементов залегания, мощности и структуры пласта при замерах и съемках очистных выработок документируется положение, элементы залегания, размеры тектонических разрывов, пережимов пласта, изменчивость литологии кровли и т.д.

2.1.11.3 Определение месячной добычи по участку

Учетом добычи полезного ископаемого называется учет его по числу и массе (нетто) вагонеток, скипов, вагонов или по данным непосредственного взвешивания на вагонных весах полезного ископаемого, поступающего из горных выработок за смену, сутки, месяц. Добыча полезного ископаемого на участках подсчитывается в целях контроля оперативного учета, по результатам замеров раздельно по подготовительным, очистным и нарезным выработкам. Количество вынутого угля определяется по формуле:

(2.40)

где S - площадь подрубленного угля, м²; m - вынимаемая мощность пласта, м; г - объемный вес угля, ^т/_м³. Площадь подрубленного угля определяется по формуле:

(2.41)

где а - подвигание очистного забоя за месяц, м; L - высота уступа, м. Расчет добычи приведен в таблице 2.3

Таблица 2.3 - Расчет добычи

2.1.12 Учет движения запасов

Учет движения запасов представляет собой периодическое определение количества запасов с начала разработки месторождения. Движение запасов - это изменение их количества в результате добычи, разведки или их переоценки за определенный период.

Учет движения запасов на горных предприятиях, который осуществляют на основе геолого-маркшейдерской документации, подразделяется на следующие виды:

– первичный учет движения запасов;

– свободный учет движения запасов;

– отчетный баланс запасов по состоянию на 1 января каждого года.

Балансовые запасы подлежат учету по всем трем названным видам.

Забалансовые запасы отражаются только в отчетном балансе по состоянию на 1 января каждого года.

Причины изменения величины забалансовых запасов (доразведка, переоценка и др.) должны быть указаны в пояснительной записке к отчетному балансу запасов. Если в процессе эксплуатации месторождения будет обоснована экономическая целесообразность отработки забалансовых запасов, то эти запасы подлежат переводу в группу балансовых и взятию на баланс горного предприятия. Количество вновь подсчитанных и переведенных в балансовые запасы рассматриваются как прирост с дальнейшим учетом их движения в группе балансовых, а числящихся на площади пересчета забалансовые запасы списываются.

Первичный учет движения запасов производится на основе обобщения геолого-маркшейдерских материалов, полученных в процессе геологоразведочных и эксплутационных работ.

За подсчетную единицу (объект) первичного учета запасов могут быть приняты: уступ, блок, панель, камера и др. Объект подсчета при первичном учете выбирается горным предприятием в зависимости от применяемой системы разработки и горно-геологических особенностей месторождения. Первичный учет запасов отражается в паспорте, заведенном для каждой подсчетной единицы первичного учета запасов, к которому прилагается соответствующая таблица.

Первичный учет состояния и движения запасов по указанным выше подсчетным единицам слагается из учета:

– количество запасов, находящихся в недрах на начало операционного периода;

– количество добытого полезного ископаемого;

– количество потерь и разубоживания полезного компонента.

Длительность операционного периода первичного учета по каждой из приведенных позиций может быть неодинаковой (месяц, квартал). Она зависит от особенностей ведения горно-эксплутационных работ и от возможностей организации учета по каждой из этих позиций и устанавливается предприятием.

Запасы подсчетной единицы первичного учета (уступа, блока, панели, камеры), определенные проектом разработки месторождения. Ведомость движение запасов в подсчетной единице первичного учета закрепляется главным инженером, главным маркшейдером, главным геологом.

Свободный учет состояния и движения балансовых запасов производится на 1 января года, следующего за отчетным, в специальной прошнурованной книге с пронумерованными страницами, составляемой по специальной форме. В этой книге отражается движение запасов как по отдельным объектам первичного учета запасов (уступ, блок, панель и т.д.), так и суммарно по более крупным объектам учета: этажу, пласту, линзе, залежи, участку и в целом по месторождению.

Кроме запасов основного полезного ископаемого сводному учету подлежат также запасы всех сопутствующих полезных ископаемых и ценных компонентов, числящихся на балансе горного предприятия независимо от извлечения их при добычи, обогащении и дальнейшей переработке.

В книге свободного учета запасов содержится следующие сведения:

– учет уменьшения запасов полезных ископаемых, происходящего в результате добычи, потерь при добычи, нецелесообразности отработки отдельных участков месторождения по технико-экономическим соображениям или в случае не подтверждения запасов при эксплутационной разведке или эксплуатации месторождения и т. п.;

– учет прироста запасов в результате проведения геологоразведочных и эксплутационных работ и по другим причинам производится после утверждения в установленном порядке протокола об увеличении запасов;

– учет объемов добычи и потерь полезных ископаемых.

По части месторождения, запасы которой не претерпели изменений, остаток запасов вносится одной строкой, после чего производится суммирование запасов. [ ].

2.1.13 Учет потерь полезного ископаемого на участке и мероприятия по их снижению

Основные задачи учета - определение уровня потерь полезных ископаемых для контроля правильности использования недр, анализа соответствия применяемых систем разработки конкретным горно-геологическим условиям, выявления недостатков систем разработки в отношении полноты извлечения полезных ископаемых, разработки и проведения мероприятий для снижения размеров количественных и качественных потерь до оптимального уровня; правильное планирование горных и разведочных работ, строительства предприятий или их дальнейшего расширения и реконструкции.

Потери чаще всего определяют прямым, косвенным и комбинированным способами.

При прямом методе потери определяются или по непосредственно замерным параметрам, характеризующим это явление, или по планам и разрезам, где изображены соответствующие элементы, необходимые для подсчета потерь. В прямом методе для подсчета потерь пользуются следующими формулами:

(2.42)

(2.43)

где П - потери, т ;

Б - балансовые запасы, т;

В - количество добытой пустой породы, т;

Д - количество добытого полезного ископаемого, т;

К - коэффициент примешивания при прямом методе.

Достоинство прямого метода заключается в том, что он позволяет определять величину потерь в любое время, независимо от состояния горных работ в выемочных единицах, кроме того, прямой метод является наиболее точным.

Косвенный метод основан на определении разности между количеством погашенных балансовых запасов полезного ископаемого и компонента.

Косвенный метод можно применять только после полной отработки блока, что является существенным недостатком метода, т.к. он не обладает возможностью оперативного учета потерь и разбуживания.

Подсчет потерь в косвенном методе вычисляется по формуле:

(2.44)

Косвенный метод обычно применяется в тех случаях, когда прямой метод неприемлем, например, для определения потерь при разработке с систематическим обрушением. При комбинированном методе определении потерь основано на совместном использовании элементов прямого и косвенного метода.

Расчет нормативных потерь угля по рассматриваемому выемочному участку приведен в подразделе 1.4

2.1.14 Техника безопасности при ведении маркшейдерских работ

Маркшейдерские измерения (съемки) выполняют бригадой, состоящей из маркшейдеров и съемщиков (горнорабочих) маркшейдерского отдела горного предприятия.

Производство маркшейдерских съемок связано с пребыванием в условиях повышенной опасности, для которых характерны: стесненность и ограничения в выборе мест закрепления пунктов и установки приборов; разнообразие условий и сложность измерений; постоянное перемещение рабочих мест и значительное удаление исполнителей друг от друга; работа со сложными высокоточными приборами.

Безопасность работ в указанных условиях обеспечивается при строгом соблюдении общих правил поведения людей в шахте и мер предосторожности, связанных со спецификой выполнения работ. С общими правилами поведения в подземных условиях студенты знакомятся в курсе «Охрана труда», а также при оформлении на учебную и производственную практики. К мерам безопасности, связанным со спецификой подземных съемок, следует отнести выполнение следующих требований.

1. В удаленных, редко посещаемых людьми выработках, а также в выработках с повышенной опасностью (неудовлетворительного состояния, плохая вентиляция, интенсивное движение транспорта и т.п.) съемки должны производится под непосредственным руководством участкового (или главного) маркшейдера, который имеет газоопределитель.

2. В глухих забоях съемка может выполняться только при работающем вентиляторе местного проветривания и нормальном состоянии воздушного става.

3. В выработках, оборудованных концевой (или бесконечной) откаткой, а также на их приемно-отправных площадках, съемка разрешается под непосредственным руководством маркшейдера после полной остановки транспорта. Подъемная машина (лебедка) должна быть выключена и заблокирована; о работе в указанных выработках должны быть оповещены все службы участка. Возобновление работы транспортных средств разрешается после личного уведомления маркшейдера о выходе из выработки всех исполнителей съемки. Съемку в выработках с концевой откаткой рекомендуется производить в нерабочие дни или смены.

4. При съемках в крутопадающих выработках необходимо особое внимание уделять предотвращению падения кусков породы, приборов и других предметов.

5. Маркшейдерские пункты следует закреплять в безопасных местах. Перед закреплением пункта следует осмотреть кровлю и убедиться в отсутствии нависающих глыб породы и в надежности крепления выработки. Пункты по возможности закрепляются в стороне от рельсовых путей.

6. Перед установкой прибора (по возможности в стороне от рельсовых путей) необходимо осмотреть кровлю и убедиться в ее безопасном состоянии.

7. В высоких выработках подвеску отвесов следует производить, используя лестницу.

8. Рабочие, освещающие передний и задний сигналы, должны следить за приближением транспортных средств (электровоза) и оповещать об этом работающего у прибора. При размещении прибора вблизи транспортных путей в выработке надо заблаговременно остановить движущийся транспорт, размахивая индивидуальной лампой поперек выработки. При возобновлении движения транспортных средств все измерения должны быть прекращены, а приборы убраны в безопасное место.

9. Нельзя производить измерение длин рулеткой через работающие машины, механизмы и движущийся транспорт.

10. Запрещается закреплять пункты, устанавливать приборы, находиться и производить измерения в зоне действия работающих машин и механизмов. Для выполнения названных операций машины или механизмы должны быть выключены, а пускатели заблокированы.

11. В газовых шахтах запрещается вскрытие и ремонт электронных приборов (светодальномера, гирокомпаса и др.).

12. При съемке очистных забоев закрепление пунктов, установку приборов и измерения необходимо производить в свободном проходе для людей; съемку рекомендуется производить в нерабочую или ремонтную смену.

Изложенные требования, являются типовыми, не охватывают всех возможных ситуаций и особенностей каждого горного предприятия, ознакомление с которыми должно быть произведено при приеме на работу. [ ].

2.1.15 Заключение

В задачи маркшейдера при обслуживании эксплуатационного участка входит:

– съемки горных выработок;

– задание направления горным выработкам;

– осуществление контроля ведения горных работ в соответствии с проектами и правилами безопасности;

– обеспечение связи между съемками на поверхности и в горных выработках;

– контроль за полнотой выемки полезного ископаемого;

– участие в разработках мер охраны сооружений от вредного влияния подземных разработок и рекультивации земель;

– участие в планировании очистных и подготовительных работ;

– учет потерь и движения запасов.

При выполнении анализа маркшейдерского обеспечения выемочного участка следует, что все съемки выполняются и обрабатываются в соответствии с действующими нормативными документами.

2.2 Маркшейдерские работы при проверке подъемного комплекса

2.2.1 Сведения о подъемных комплексах вертикальных шахтных стволов

Вертикальный шахтный ствол является одной из главнейших вскрывающих и транспортных выработок. В подготовительный период строят временные и постоянные здания и сооружения, необходимые для проходки ствола; сооружают устье и технологическую часть ствола; оснащают ствол комплексом проходческого оборудования.

Стволы круглого сечения преимущественно проходят по совмещенной технологической схеме, при которой породу разрушают буровзрывным способом, убирают ее погрузочными машинами, стенки крепят монолитным бетоном с применением призабойной передвижной опалубки и подачей бетона по двум бетонопроводам с поверхности. Реже применяют параллельно-щитовую схему проходки, еще реже проходят стволы прямоугольного сечения (крепкие устойчивые породы) с креплением деревянной венцовой крепью.

Применение специальных способов связано с необходимостью проходки стволов в массиве горных пород со сложной гидрогеологией. Различают следующие специальные способы проходки стволов: кессонный, опускного колодца, тампонажа пород, замораживания пород, бурения.

Пройденный и закрепленный ствол оборудуют жесткой армировкой или армировкой с канатными проводниками. Для оборудования и проходки стволов, спуска и подъема людей, материалов, подъема полезного ископаемого и породы служит подъемная установка, которая состоит из:

- подъемной машины;

- подъемных канатов;

- направляющих шкивов;

- копра;

- подъемных сосудов.

2.2.2 Характеристика подъемного оборудования вертикального ствола

Подъемные машины предназначены для спуска и подъема подъемных сосудов. Для одноканатных подъемных установок применяют малые, средние и крупные однобарабанные (Ц) и двухбарабанные (2Ц) подъемные машины с диаметром барабана от 1,2 до 9м. Для упорядоченной навивки каната на обечайке барабанов выполнена винтовая нарезка (канавки), а на конических поверхностях бицилиндроконического барабана (БЦК) приварены специальные желобки. Зазор между смежными витками каната составляет 2-5мм для средних и крупных машин и 6-7мм для машин БЦК. [ ].

2.2.2.2 Копры

Копры, устанавливаемые над стволом шахты, предназначены для поддержания копровых шкивов, закрепления проводников и посадочных устройств клетей, а также разгрузочных кривых. Укосный копер состоит из вертикального станка, укосины, подпирающей станок в верхней части и укрепленной внизу на бетонном фундаменте, и подшкивной площадки. Станок копра опирается на подкопровую раму, устанавливаемую в устье ствола. Стальные укосные копры бывают А- образные, четырехстоечные, шатровые и цилиндрические.

2.2.2.3 Копровые шкивы

Копровые шкивы служат для поддержания и направления канатов от подъемной машины в ствол шахты. По конструкции обвода различают копровые шкивы со съемной футеровкой и нефутерованные. В качестве футеровки применяют дерево, резину, мягкие металлы и пресс-массу. Нефутерованные шкивы диаметром 2; 2,5 и 3м изготавливают с литым ободом, а шкивы диаметром 4; 5 и 6м со штампованным ободом из высокопрочных сталей. В качестве подъемных используют стальные проволочные канаты.

2.2.2.4 Подъемные канаты

Подъемные канаты предназначены для соединения подъемных сосудов с органами навивки. От качества изготовления и правильной их эксплуатации зависит бесперебойная и безаварийной работой главного каната.

Подъемные канаты связывают в единое целое отдельные элементы подъемного комплекса. Поэтому отклонения геометрических элементов подъема наиболее полно проявляются при изменении положений канатов.

2.2.2.5 Подъемные сосуды

Подъемные сосуды предназначены для спуска и подъема грузов. Клети могут быть одно и двух этажные. Подъемные сосуды представлены скипами, клетями и комбинированными сосудами. Вместимость скипов преимущественно составляет 7-15мі, а в отдельных случаях достигает 20мі ; клети по конструктивному исполнению бывают неопрокидными и опрокидными; по назначению они разделяются на грузолюдские, людские, инспекторские.

2.2.3 Геометрические элементы и параметры одноканатных подъемных установок

Рассмотрим основные геометрические элементы одноканатной подъемной установки. Оси главного вала и вала копрового шкива являются осями вращения (рис. 2.9). Центр подъемной машины - точка О на оси главного вала, делящая по полам расстояние между ребордами барабана (барабанов). Прямая, проходящая через центр подъемной машины перпендикулярно оси главного вала, называется осью подъема машины. Различают точки схода подъемного каната на барабане подъемной машины Б и Б, соответствующие крайним положениям первого каната, и точки Ш и Ш на копровом шкиве. У второго каната точки схода обозначаются соответственно Б, Б и Ш, Ш. Под точкой закрепления подъемного каната С понимают точку пересечения продолжения оси каната с горизонтальной плоскостью, проходящей через ось (оси) крепления подвесного устройства к подъемному сосуду.

Рисунок 2.9 - Геометрические элементы и параметры одноканатной подъемной установки

Осями подкопровой рамой и подшкивной площадки называют две взаимно перпендикулярные прямые, которые закрепляют на верхних плоскостях рамы и площадки при сборке; они должны соответствовать проектному положению осей ствола при установке подкопровой рамы и копра. Пересечения этих осей соответственно - центры верхнего Ц и нижнего Ц сечения копра, а линия, соединяющая их, - главная ось копра.

Рассмотрим геометрические параметры одноканатной подъемной установки.

Угол девиации подъемного каната на барабане машины - это угол между осью струны каната и плоскостью, перпендикулярной оси главного вала и проходящей через точку схода каната с барабана. Угол девиации каната на шкиве - угол, образованный осью струны каната и осевой плоскостью шкива. Углы девиации зависят от длины струны каната и ширины зоны навивки каната на барабан машины. Длина струны подъемного каната -это расстояние между точками схода каната с барабана машины Б (Б) и со шкива Ш (Ш). Различают верхнюю и нижнюю струны канатов с углами наклона и . Однако для инженерных расчетов можно принять, что углы девиации находятся в наклонной плоскости, проходящей через главную ось вала машины и ось вала шкива. В соответствии с этим за длину струны каната и за угол ее наклона можно принять длину линии l , соединяющей оси главного вала и вала шкива, и угол ее наклона . Назовем и связанные с этим параметрами превышение и горизонтальное расстояние L между осью вала шкива и осью главного вала.

На барабане машины различают следующие зоны размещения подъемного каната:

- зону витков трения ( для барабанов с деревянной футеровкой =3, с металлической футеровкой =5);

- зону витков запасной части каната длиной 30м, предназначенную для его испытаний;

- зону рабочих витков каната ;

- свободную часть .

При многослойной навивки каната используется вся ширина В барабанов, в этом случае В.

При расчете углов девиации используют суммарную зону +.

Высотой подъема Н называют вертикальное расстояние от точки закрепления каната при нижнем положении подъемного сосуда до той же точки С (С ) при его верхнем положении.

Между высотой подъема Н, диаметром Dи шириной В барабана подъемной машины существует зависимость:

при подъеме с двухбарабанной машины

; (2.45)

при двухконцевом подъеме с однобарабанной машиной

. (2.46)

где - диаметр каната, мм;

- зазор между витками каната, мм;

- зазор между навивающейся и свивающейся ветвями, равный одному двум виткам.

Высота копра - вертикальное расстояние от подкопровой рамы до оси вала верхнего шкива.

Минимальная длина l головного (сходящего со шкива в ствол) подъемного каната - расстояние между точкой схода каната со шкива Ш(Ш) и точкой закрепления каната на сосуде С (С ) при его верхнем положении.

2.2.4 Требование к соотношению геометрических элементов одноканатной подъемной установки

Требования к соотношению геометрических элементов одноканатной подъемной установки можно сформулировать следующим образом:

- ось главного вала и оси валов копровых шкивов должны быть горизонтальны;

- оси головных подъемных канатов и главная ось копра должны быть вертикальны;

- центр подъема и ось подъема должны лежать в одной вертикальной плоскости; углы девиации подъемных канатов на барабанах и шкивах не должны превышать допустимых значений;

- проекции осей подшкивной площадки и подкопровой рамы на горизонтальную плоскость должны совпадать с осями ствола;

- ось копра должна быть вертикальна.

К причинам, приводящим к нарушению требуемого соотношения геометрических элементов подъема, могут быть отнесены: погрешности разбивочных и монтажных работ, износ элементов оборудования (футеровки, ручья шкива, подшипников, контактных поверхностей проводников и т.п.), деформации (наклоны) оснований копра и подъемной машины, вызванные влиянием горных разработок. Кроме того, после очередной углубки шахтного ствола увеличивается зона рабочих витков барабана, а значит, увеличиваются и углы девиации канатов. В результате этого возникают отклонения геометрических элементов от проектных положений, т.е.: углы наклона осей главного вала и вала копрового шкива ; угол отклонения от вертикали оси головного каната (угол максимален при верхнем положении подъемного сосуда); угол отклонения от вертикали главной оси копра i (крен копра). Допустимые отклонения параметров приведены в таблице 2.4

Таблица 2.4 - Допустимые отклонения параметров и их обоснования

Обозначения	Допустимая величина	Обоснование
	ґ, для машин БЦК, при поверхности (желобчатого) малого барабана; ґ для проходческих грузовых лебедок	Единые правила безопасности при разработке рудных, нерудных и россыпных месторождений подземным способом. Правила технической эксплуатации угольных и сланцевых шахт
	при жесткой армировки; ґ при канатной армировки	Исследования в ВНИМИ
	ґ при монтаже ґ при монтаже	Исследования в ВНИМИ
	ґпри диаметре барабана менее 5м;ґ при диаметре барабана более 5м, в период эксплуатации; ґ в период эксплуатации	Правила охраны сооружений и природных объектов от вредного влияния подземных горных разработок на угольных месторождениях

2.2.5 Проверка соотношений геометрических элементов одноканатной подъемной установки вертикального ствола

При маркшейдерской проверке подъемной установки определяют: углы девиации канатов на барабанах машины и копровых шкивах ; углы отклонения от вертикали головных канатов в двух координатных плоскостях и ; углы наклона осей головного вала и валов шкива и ; превышение , горизонтальное L и наклонное l расстояние между осью вала шкива и осью главного вала; угол наклона линии, соединяющей оси вала шкива и главного вала; минимальную длину головного каната l, как показано на листе 3 графической части проекта и на рисунке 2 - Геометрические элементы и параметры одноканатной подъемной установки.

Маркшейдерские работы при проверке подъемной установки включают: примыкание теодолитного хода к оси главного вала; проложение теодолитного хода из машинного зала на подшкивную площадку; высотную съемку; линейные измерения на барабанах машины, на подшкивной площадке; измерения для определения углов отклонения от вертикали головных канатов; обработку измерений и графическое оформление материалов проверки.

Примыкание теодолитного хода к оси главного вала может быть выполнено с использованием разбивочной или вспомогательной оси, а также способом «вращающейся точки».

Способ «вращающейся точки» основан на положении, что точка барабана машины при движении описывает окружность в плоскости, перпендикулярной оси вращения главного вала. Работы выполняют в следующем порядке. На торце тормозного обода машины фиксируют точку А и, измерив до нее расстояния и , как показано на рисунке 2.10, определяют ее координату:

(2.47)

В полу машинного зала закрепляют точку 1, а в стене - точку P с таким расчетом, чтобы линия 1P была приблизительна, параллельна торцу тормозного обода и удалена от него не более чем на 300мм. Теодолитом, установленным на точке 1, визируют на точку P. Поворачивают барабан машины до тех пор, пока точка А не займет ближнее положение. По линейке, горизонтально приставленной нулем шкалы к точке А, против вертикальной нити теодолита берут отсчет (до 0,1мм), измеряют расстояние l от теодолита до линейки и измеряют вертикальный угол . Аналогичные измерения выполняют при верхнем и дальнем положениях точки А.

Вычисляют координаты точек I, II и III, используя отсчеты по линейке при трех положениях точки А:

; (2.48)

; (2.49)

; (2.50)

; (2.51)

, (2.52)

Рисунок 2.10 - Схема примыкания к оси главного вала способом «вращающейся точки»

где - отчеты по линейке. По координатам точек I и III определяют дирекционный угол стороны Р1

(2.53)

Вычисляют ординату точки 1

. (2.54)

Определяют угол наклона оси главного вала

, (2.55)

где ; ; - приращения аппликат между теодолитом и тремя положениями точки А;

- количество минут в одном радиане.

Результаты съемки приведены в таблице 2.5

Таблица 2.5 - Результаты съемки способом вращающейся точки

2.2.6 Контроль за горизонтальностью осей валов подъемной машины и шкивов

Правильность установки главного вала подъемной машины проверяют в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

Для проверки в горизонтальной плоскости между осевыми скобами натягивают проволоку, с которой вблизи торцов вала опускают по два отвеса. Отклонение оси вала относительно створа отвесов не должно превышать 1мм.

Положение вала в вертикальной плоскости проверяют нивелированием. Вместо нивелирной рейки используют линейку с миллиметровыми делениями, которую устанавливают поочередно на шейке вала.

Для перехода к оси вала в местах установки линейки рулеткой измеряют длину окружности вала и вычисляют его радиус. Угол наклона оси вала не должен превышать 2ґ. С ближайшего репера на ось вала нивелированием передают высоту, которая не должна отличаться от проектной более чем на 100мм.

2.2.7 Определение углов девиации каната на барабане подъем ной машины и на шкивах

При проложении теодолитного хода из здания подъемной машины на подшкивную площадку следует стремиться к минимальному числу точек и наименьшей его длине, как показано на листе 3 графической части проекта. Если возможно, то точки хода выносят на подшкивную площадку через проем в здании машины для пропуска каната или располагают их на крыше здания. К точности угловых и линейных измерений предъявляют те же требования, как и в случае подземной полигонометрии.

Для вынесения на подшкивную площадку с последней точки хода n вспомогательной оси, параллельной оси подъема, вычисляют угол :

. (2.56)

Переднюю точку П вспомогательной оси выносят при двух положениях трубы теодолита. Измеренный угол не должен отличаться от вычисленного по формуле (2.56) более чем на 0,5ґ. Заднюю точку Пзакрепляют в створе с точкой П. Ординаты вынесенных точек равны ординате последней точке теодолитного хода. Для определения измеряют длину линии между точками П и П и угол ее наклона.

Вычисление координат точек приведено в таблице 2.6

Расстояние измеряют при верхнем положении первого сосуда от реборды до каната схода, а расстояние - до середины четвертого витка, если канавки под канат нарезаны на металлической обечайке барабана. Аналогичные измерения расстояний и выполняют и для второго каната и вычисляют ординаты точек схода канатов. Ординаты точек схода канатов с барабана определяют по линейным измерениям от реборд, симметрично расположенных относительно центра подъемной машины, как показано на рисунке 2.11

Таблица 2.6 - Вычисление координат точек

От вспомогательной оси подшкивной площадки П и П, зафиксированной проволокой, измеряют горизонтальные расстояния до точек схода канатов при двух положениях шкивов, отличающихся на . Средние расстояния будут равны приращениям ординат между вспомогательной осью и точками схода канатов. Измерением вдоль оси определяют , что позволяет легко найти абсциссу головного каната .

Рисунок 2.11 - Схемы определения ординат точек схода каната с барабана подъемной машины: а - типа 2Ц; б - типа Ц и БЦК

От нулевого репера устья ствола геометрическим нивелированием передают высоты на ось главного вала Н и ось вала копрового шкива Н. По выполненным измерениям вычисляют основные геометрические параметры:

(2.57)

(2.58)

(2.59)

. (2.60)

2.2.7.2 Вычисление углов девиации

Вычисление углов девиации сведены в таблице 2.7

Таблица 2.7 - Вычисление углов девиации

2.2.7.3 Определение углов отклонения

Углы отклонения от вертикали головных канатов определяют по результатам ординатной съемки канатов при нижнем и верхнем положении подъемного сосуда головных канатов от вертикали. Ординатную съемку канатов выполняют на горизонте измерений, расположенном ниже подшкивной площадки, как показано на рисунке 2.12. Проекции углов отклонений на координатные плоскости вычисляют по формулам:

; (2.61)

. (2.62)

где ґ и - расстояния от оси рейки координатомера до оси каната соответственно при верхнем и нижнем положениях подъемного сосуда;

ґ и - расстояния от нуля до проекции оси каната на ось рейки при тех же положениях сосуда;

- превышение между осью вала шкива и горизонтом измерений;

- в угловых минутах.

Аналогично вычисляют углы отклонения второго каната 2. Минимальную длину каната l измеряют рулеткой от уровня оси вала шкива до точки закрепления каната к сосуду.

В таблице 2.8 вычислены углы отклонения от вертикали подъемных канатов и углы наклона валов копровых шкивов.

Таблица 2.8 - Вычисление углов



Рисунок 2.12 - Схема определения углов отклонения от вертикали головных подъемных канатов способом ординатной съемки

2.2.8 Заключение

В результате маркшейдерской проверки подъемного комплекса скипового ствола установлены следующие параметры:

- ;

- ; ;

- ; ;

- ; ;

- ; ;

- .

Список литературы

1. Законодательные и нормативные акты РФ.

2. Камаев В.Д. и др. Основы рыночной экономики. - М. 1992.

3. Шипунов В.Г., Химкель Е.Н. Основы управленческой деятельности. Учебное пособие. - М.: Ассоциация «Специалист », 1992.

4. Ратушный А.А., Черевик А.К. Экономика, организация и планирование на угольных шахтах. - М.: Недра,1981.

5. Рыбников С.Е., Волошин А.П. Организация производства и планирование на угольных шахтах. - М.: Недра, 1981.

6. Волошин А.П., Рыбников С.Е. Экономика угольной промышленности. - М.: Недра, 1988.

7. Технические схемы разработки пластов на угольных шахтах. В двух частях. - М.: Минуглепром СССР, 1991.

8. Сергеев И.В. Экономика предприятия. - М.: Финансы и статистика, 2003.

9. Швандара В.А. Экономика предприятия. Тесты, задачи, ситуации. - М.: ЮНИНИ, 2001.

10. Горфингель В.Я. Экономика предприятия. - М.: 2003.

11. Уткина С.И. Экономика горного предприятия. - М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2003.

12. Инструкция по производству маркшейдерских работ. - М.: Федеральный горный и промышленный надзор России, 2003-75 с.

13. Условные обозначения для горной графической документации. - М.: Недра, 1981- 304 с.

14. Горная графическая документация. ГОСТ 2.850-75 - ГОСТ 2.857-75. - М.: Издательство стандартов, 1983.

15. Правила безопасности в угольных шахтах. - М.: Государственное унитарное предприятие «Научно технический центр по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России », 2003-296 с.

16. Единые правила безопасности при взрывных работах. - М.: Недра, 1976.

17. Общие требования к текстовым документам. ЕСКД.- М., Издательство стандартов, 1995.

Размещено на Allbest.ru