книги из ГПНТБ / Байконуров О.А. Комплексная механизация очистных работ при подземной разработке рудных месторождений

А К А Д Е М И Я Н А У К К А З А Х С К О Й ССР

КАЗАХСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ им. В. И. ЛЕНИНА

О. А. БАЙКОНУРОВ, А. Т. ФИЛИМОНОВ

КОМПЛЕКСНАЯ МЕХАНИЗАЦИЯ

ОЧИСТНЫХ РАБОТ

ПРИ ПОДЗЕМНОЙ РАЗРАБОТКЕ

РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

И з д а т е л ь с т в о « НАУКА» К а з а х с к о й ССР А Л М А - А Т А 1 9 7 3

В Директивах XXIV съезда КПСС по пятилетнему плану развития народного хозяйства СССР на 1971—1975 гг. ста­ вится задача ускорения темпов научно-технического прогрес­ са в народном хозяйстве.

Вгорнорудной промышленности предусмотрено увеличе­ ние производительности труда в 1,3—1,4 раза. Это может быть достигнуто путем внедрения прогрессивных систем раз­ работок, новой технологии добычи руд, совершенных высо­ копроизводительных горных машин, комплексной механи­ зации и автоматизации производства.

За последние 15—20 лет на подземных рудниках Совет­ ского Союза и за рубежом наметилось качественное измене­ ние парка забойных горных машин. Несовершенные и мало­ производительные машины с малым радиусом действия, (перфораторы, скреперные лебедки и др.), требующие для управления больших физических усилий горнорабочих, за­ меняются мобильными, высокопроизводительными самоход­ ными машинами, а также непрерывным транспортом.

Внастоящей работе систематически изложены основы

комплексной механизации очистных работ при подземной разработке рудных месторождений. Подробно описаны са­ моходные машины и комплексы, а также технические сред­ ства непрерывного транспорта.

Книга состоит из двух частей. В первой части дается анализ систем разработки рудных месторождений в связи с комплексной механизацией очистных работ, обобщение практики большого количества отечественных и зарубежных рудников. На конкретных примерах показаны способы меха­ низации очистных работ при различных геологических и горнотехнических условиях, а также условия рационального и экономичного применения различных типов самоходных горных машин и непрерывного транспорта.

Вторая часть посвящена разбору самих машин. Здесь широко представлены современные отечественные и зару­ бежные самоходные машины, дается анализ их работы и область использования. Описаны подземные пластинчатые

ивибрационные конвейеры, которые в последнее время на­ чали применяться в комплексе с самоходными машинами.

Рассмотрены буровые агрегаты, подземные экскаваторы, погрузочные и погрузочно-доставочные машины, средства доставки и транспорта, машины для заряжания, крепления

иоборки кровли, а также для вспомогательных работ. Дают­ ся общие сведения, классификация, типаж, область примене­ ния, описание конструкции и принцип действия, технические данные, результаты испытаний или эксплуатации, а также расчеты основных параметров машин и методика их выбора.

Описание машин в отдельных главах дано по группам, согласно типажу. Более подробно рассматриваются машины, широко эксплуатируемые на отечественных и зарубежных

рудниках.

Авторы книги стремились дать ясное представление о той или другой машине, ее конструкции и специфических особенностях. Для краткости в работе широко используются поясняющие схемы и формулы.

В конце второй части излагается методика выбора тех­ нических средств механизации горных работ.

Книга написана в виде обобщения теоретических и прак­ тических данных. В ней использован передовой опыт отече­ ственной горнорудной промышленности, заводов горного машиностроения, научно-исследовательских и проектных институтов, а также практика зарубежных рудников.

В подготовке работы большую помощь оказали С. Г. Ка­ лошин и Л. А. Крупник, которым авторы приносят искрен­ нюю благодарность.

Авторы надеются, что изложенные в книге научные обоб­ щения, методики и рекомендации окажут практическую помощь работникам горнорудных предприятий, проектно­ конструкторских и научно-исследовательских учреждений и машиностроительных заводов в рациональной эксплуата­ ции существующей, создании новой мощной отечественной самоходной техники и технических средств непрерывного действия, внедрении передовой технологии, поточных и по­ точно-цикличных методов в горнорудной промышленности.

Все критические замечания и пожелания будут приняты с благодарностью.

XXIV съезд КПСС наметил грандиозные перспективы развития народного хозяйства нашей страны. Особое внима­ ние уделено вопросам прогресса науки и техники, заверше­ ния комплексной механизации важнейших производствен­ ных процессов. Одно из главных мест отведено механизации горных работ. Уровень развития горной промышленности определяет темпы роста тяжелой индустрии, экономического могущества, оборонной мощи государства. Роль горной про­ мышленности в развитии машиностроения и энергетики общеизвестна. В 1893 г. в статье «По поводу так называемого вопроса о рынках», касаясь закона возрастания средств производства, В. И. Ленин писал: «Весь смысл и все значе­ ние этого закона о быстрейшем возрастании средств произ­ водства в том только и состоит, что замена ручного труда машинным, — вообще процесс техники при машинной ин­ дустрии, — требует успешного развития производств по до­ быче угля и железа, этих настоящих «средств производства для средств производства» [42, стр. 100].

Благодаря постоянной заботе партии и правительства Советский Союз по уровню горного производства вышел на первое место в Европе при значительном увеличении уровня механизации горных работ.

Всоциалистических странах и в первую очередь в на­ шей стране механизация получает последовательное и плано­ мерное развитие. Она призвана всемерно повышать произво­ дительность труда, облегчать труд работников.

В1893 г. в упомянутой выше статье В. И. Ленин отмечал, что «в замене ручного труда машинным . . . и состоит вся прогрессивная работа человеческой техники» [42, стр. 100]. Эти слова в настоящее время лежат в основе теории совре­ менной научно-технической революции и имеют огромное методологическое значение. О значении машин в повышении

производительности труди В. И. Ленин говорил не раз. Еще

в1896 г. он писал: «Успешность труда увеличивается во много раз от употребления машин» [43, стр. 90].

После Великой Октябрьской социалистической револю­ ции механизация горных работ получает в СССР должное направление и размах. Особое место в механизации горных работ занимает механизация очистных работ.

Очистные работы — комплекс работ по извлечению по­ лезного ископаемого из забоя.

Очистные работы в горнорудной промышленности явля­ ются одним из наиболее трудоемких видов работ. Они пред­ ставляют собой процесс, включающий ряд сложных опера­ ций, для осуществления которых применяются многочислен­ ные технические средства механизации. Это обусловлено сложностью и многообразием форм и естественных условий залегания рудных месторождений. Количество технологиче­ ских операций добычи, подлежащих механизации, определя­ ется условиями залегания месторождения и системой разра­ ботки. При разработке, например, наклонных и крутопадаю­ щих залежей исключается машинная погрузка и доставка отбитой массы из забоя, так как эти операции осуществляют­ ся под действием ее веса. При разработке месторождений с устойчивыми вмещающими породами нередко отпадает операция крепления выработки. Однако всегда при разработ­ ке месторождений обязательным процессом является отделе­ ние полезного ископаемого от массива. Оно является опреде­ ляющим процессом добычи, так как масштабы последней зависят от количества отбитого полезного ископаемого.

Классики марксизма-ленинизма уделяли большое внима­ ние вопросам механизации горных работ, новинкам техники

вэтой области. В 1881 г. в США Джефри изобрел отбойный молоток. К. Маркс отметил это изобретение как крупное

событие, имеющее международное значение. В письме к Женни Лонге он писал: «Есть одна только новость, достой­ ная быть отмеченной. Говорят, что один янки изобрел врубо­ вую машину для добычи угля, делающую излишней боль­ шую часть теперешней работы углекопов (а именно — не надо будет «рубить» уголь в забоях и в шахтах), оставляя на их долю лишь дробление и погрузку угля в вагонетки.

Если это изобретение окажется удачным, так есть все основания думать, оно даст могучий толчок развитию страны янки и сильно поколеблет промышленное превосходство Джона Буля» [55, стр. 160]. Широко известна статья В. И. Ленина (1913 г.) «Одна из великих побед техники» [44, стр. 93—95], в которой он горячо поддержал идею подземной газификации угля, оценил политическое, социальное значе­

ние этой идеи. В этой же статье В. И. Ленин отметил важное значение нового способа добычи соли растворением и выпа­ риванием.

Технологический процесс механизированной добычи по­ лезного ископаемого йодземным способом состоит из сле­ дующих операций : отделения руды (угля) от массива зале­ жи, погрузки ее на доставочное средство в забое, доставки к погрузочно-перегрузочному пункту, крепления и управления

кровлей.

Для выполнения этих операций в горной промышленно­ сти находят применение как индивидуальные машины, так и их комплексы.

Комплект индивидуальных или комбинированных, взаи­ моувязанных главными параметрами машин и механизмов, выполняющих основные и вспомогательные операции выем­ ки в очистном забое, называется выемочным комплексом. В зависимости от конкретных горнотехнических условий в со­ временные комплексы могут входить также перегружатели, вибропитатели и механизированная крепь.

Индивидуальные машины могут выполнять отдельные основные или вспомогательные процессы обособленно. К основным операциям процесса рудодобычи относятся: буре­ ние шпуров (скважин), взрывание, механомашинная отбойка, погрузка горной массы, крепление, настилка постоянного пути, устройство автодороги, вентиляция забоя, закладка выработанного пространства. 'Вспомогательные операции: подготовка к бурению, заготовка пыжей, оборка забоя, оро­ шение, настилка временного пути, наращивание вентиля­ ционных труб, доставка крепи, рельсов, затяжек, взрывча­ тых веществ и некоторые обслуживающие процессы и опе­ рации.

Механизация является одним из важнейших средств по­ строения материально-технической базы коммунизма, кото­ рую «можно определить как совокупность средств производ­ ства (состоящих из предметов труда и средств труда), применяемых видов энергии и используемого технологиче­ ского способа производства, необходимых средств научных исследований, а также тех естественных ресурсов, которые выявлены обществом» [67, стр. 23].

Материально-техническая база коммунизма — это круп­ ное машинное производство во всех отраслях народного хо­ зяйства, наиболее характерной чертой которого является комплексная автоматизация на основе электрификации всей страны, всесторонней химизации отраслей. Механизация и автоматизация производства имеют не только экономиче­ ское, но и огромное социальное значение. Они отвечают на­

сущным интересам трудящихся, облегчают и коренным образом меняют характер труда людей, повышают произво­ дительность труда, создают условия для сокращения продол­ жительности рабочего дня и ликвидации существенных раз­ личий между умственным и физическим трудом. Комплекс­ ная механизация представляет собой более высокую ступень механизации, когда ручной труд заменяется машинным комплексно на всех операциях технологического процесса — не только основных, но и вспомогательных. Применяемые машины при этом должны быть увязаны между собой не­ производительности. Эффективность механизации снижает­ ся, если она осуществлена на отдельных звеньях технологи­ ческой цепи. Мало того, нарушение комплексности может свести на нет эффект механизации. При комплексной меха­ низации все же не исключается ручной труд. Отдельные вспомогательные процессы остаются немеханизированными, в частности функция контроля и управления за производст­ венными процессами, управление работой машин осущест­ вляется человеком. Однако комплексная механизация, на­ сыщение поточного производства машинами и механизмами создает необходимые условия для перехода к автоматизации.

Автоматизация — это механизация функций контроля и управления, включая управление работой машин. Физиче­ ская и логическая функция человека в этом случае испол­ няется устройством автоматики (блоком управления).

Автоматизированными считаются только те операции, где весь процесс осуществляется автоматизирующим устрой­ ством без непосредственного участия человека. Наименова­ ние «автоматический» присваивается устройству, которое является самодействующим в части контроля и управления производственным процессом.

Степень автоматизации определяется непрерывностью процесса. Это обусловлено тем, что на перерывы расходуется значительное количество времени, снижающее производи­ тельность труда. Автоматизация оставляет за человеком лишь функцию наблюдения за правильностью работы, на­ ладки, регулировки и включения всей системы в действие. Автоматизация производства непрерывно связана с совер­ шенствованием средств труда и использованием новой техно­ логии. «Коренная ломка старых, испытанных, привычных методов производства, рождение и развитие новых, прогрес­ сивных технологических процессов — это и есть главное на­ правление комплексной автоматизации производственных процессов» [77, стр. 3].

Автоматизация является высшим этапом в развитии ма­ шинной техники, которая от применения отдельных автома­

тических устройств и машин, заменяющих человека, его физические и логические функции в выполнении производ­ ственных процессов, постепенно переходит к сочетанию их в системы машин. Поскольку в книге будет идти речь о тех­ нических стредствах, о путях их совершенствования, уместно вкратце пояснить основные понятия техники и технологиче­ ского прогресса с позиций марксистско-ленинской теории.

Понятие «техника» уже, чем понятие «средства труда», но шире понятий «орудия труда», «орудия производства» [45, стр. 154]. В своей производственной деятельности чело­ век использует в качестве средств труда и землю, и воду, и даже прирученных животных. Однако они не представляют собой технику. К. Маркс и Ф. Энгельс отметили естественно возникшие орудия производства и орудия производства, со­ зданные цивилизацией [53, стр. 65]. Отсюда понятно, что под техникой нужно понимать средства труда, созданные челове­ ком. На этом основании вполне логично дается следующее определение понятия «техника». «Под техникой мы пони­ маем искусственно созданные средства деятельности лю­ дей» [67, стр. 10].

Существуют различные формы техники. Она может иметь форму орудия труда (инструменты), машин, автоматов, при­ боров. Техника может иметь и безмашинную форму. Кувалда (орудие труда), буровой станок (рабочая машина), электро­ мотор (двигатель), газоанализатор (прибор) являются лишь простыми элементами техники. Из элементов техники обра­ зуются технические системы.

Техническая система состоит из машины-двигателя, передаточного механизма и рабочей машины (трехзвенная система машин). Управление при трехзвенной системе ма­ шин осуществляется человеком.

Простые элементы техники и технические системы назы­ вают техническими средствами. Прогресс производства пред­ полагает создание и практическое применение технических средств. В свою очередь, технические средства постоянно со­ вершенствуются, обновляются.

Технический прогресс — процесс создания и внедрения, совершенствования технических средств. «...Прогресс техни­ ки в том и выражается, что человеческий труд все более и более отступает на задний план перед трудом машин» [45, стр. 78]. По сути дела замена человека машиной происходит только тогда, когда он впервые передает соответствующую функцию или операцию техническому устройству.

Как известно, каждая общественно-экономическая фор­ мация характеризуется своим исторически сложившимся укладом техники, который охватывает основные формы соз­