Разработка технологии механизированного крепления горных выработок методом «Мокрого» набрызгбетонирования на подземных рудниках ОАО «Учалинский ГОК»

2. Замесов Н.Ф., Айнбиндер И.И., Звеков В.А., Овчаренко О.В., Пац-кевич П.Г., Родионов Ю.И. Актуальные проблемы геотехнологий подземной разработки рудных месторождений в сложных горнотехнических условиях и пути их решения. — Горный журнал, № 4, 2005. с.36

3. Пацкевич П.Г. Повышение интенсивности слоевой системы разработки с закладкой и комбайновой отбойкой руды на руднике «Интернациональный» // Материалы 5-й Международной научной школы молодых ученых и специалистов «Проблемы освоения недр в XXI веке глазами молодых», УРАН ИПКОН РАН, 11-14 ноября 2008 г. С.167-169.

4. Айнбиндер И.И., Пацкевич П.Г., Родионов Ю.И. Новые подходы к подземной разработке месторождений полезных ископаемых. - Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых, № 5, 2008. С. 89-97.

УДК 622.274

© З.Р. Гибадуллин, В.Н. Калмыков, А. А. Зубков, С. С. Неугомонов, П.В. Волков, Е.И. Пушкарев, 2013

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ МЕХАНИЗИРОВАННОГО КРЕПЛЕНИЯ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК МЕТОДОМ «МОКРОГО» НАБРЫЗГБЕТОНИРОВАНИЯ НА ПОДЗЕМНЫХ РУДНИКАХ ОАО «УЧАЛИНСКИЙ ГОК»

Проведена разработка технологии механизированного крепления горных выработок способом «мокрого» набрызгбетонирования.

Ключевые слова: набрызгбетонирование, «сухая» и «мокрая» технология, коэффициент использования оборудования, длина транспортирования, экономическая оценка.

Производительность труда на работах, связанных с нанесением набрызгбетона, значительно возрастает при переходе от машин сухого способа к новейшим роботизированным установ-

кам, работающим по «мокрой» технологии. Средняя сменная производительность звена при мокром способе бетонирования обычно превышает производительность при сухом в 4—5 раз. Использование комплексов нанесения набрызгбетона значительно сокращает долю ручного труда по сравнению с традиционным способом, повышается безопасность выполнения работ, увеличивается скорость проведения выработок [1].

Для определения временных затрат на транспортирование, приготовление и нанесение набрызгбетона при «сухом» способе набрызгбетонирования произведен хронометраж по всем технологическим операциям крепления горных выработок на подземных рудниках ОАО «УГОК»: Учалинский, Озерный, Молодежный, Узельгинский.

По результатам хронометража получены следующие значения часовой производительности работ по нанесению набрызгбе-тона «сухим» способом: Учалинский подземный рудник — 1,58 м3/ч, Озерный рудник — 1,5 м3/ч, Молодежный подземный рудник — 2 м3/ч, Узельгинский подземный рудник — 0,9 м3/ч. Аналогичные замеры производились на Сибайском подземном руднике при применении «мокрого» способа набрызгбетонирования. Часовая производительность работ по нанесению слоя набрызгбетона «мокрым» способом — 6 м /ч.

Полученные значения временных затрат на транспортирование, приготовление и нанесение набрызгбетона при «сухом» способе показывают достаточно низкие значения производительности крепежных работ, что негативно сказывается на вводе новых добычных участков в отработку [2]. Для обоснования состава комплекса, объемов и скорости возведения крепи способом «мокрого» набрызгбетонирования на рудниках ОАО «УГОК» был произведен расчет месячной и часовой потребности в бетонных смесях для крепления горных выработок с учетом объемов проходческих работ.

Средняя площадь сечения горно-подготовительных выработок 19-24 м . Общая потребность в бетоне для рудников Учалинской и Узельгинской групп представлена в табл. 1.

Таким образом, при обосновании состава комплекса оборудования расход бетона принимается в объемах для Учалинской

Таблица 1

Необходимое количество бетона для рудников Учалинской и Узельгинской группы

Производственные участки Количество п.м./мес. Средняя толщина крепи, м Необходимое кол-во смеси, с учетом потерь, при различных сечениях горных выработок, м3/мес.

16 19 24

Рудник Узельгинский

Верхний ярус 280 0,05 138,6 184,8 309,4

Нижний ярус 610 0,05 301,95 402,6 674,05

Участки, прохо- 860 0,05 425,7 567,6 950,3

димые «ШСУ»

Талганский уча- 260 0,05 128,7 171,6 287,3

сток

Итого 2010 2221,05

подземный руд- 290 0,05 143,55 191,4 320,45

ник Молодежный

подземный руд- 250 0,05 123,75 165 276,25

ник Озерный

Итого по Узель- 2550 0,05 1262,25 1683 2817,75

гинской группе

Подземный рудник Учалинский

Учалинское, Но- 552 0,05 273,2 364,3 610,0

во-Учалинское

мест-я

группы — 2,9 м3/час, для Узельгинской — 13,3 м3/час. Так как на предприятиях крепление осуществляются в одну смену, то рудники Учалинской группы необходимо обеспечить бетоном в объеме 20 м3/смену, а Узельгинской — 93 м3/смену.

Технологическая схема транспорта бетонной смеси включает загрузку миксера(10 мин), транспорт смеси до машины (время зависит от дальности транспортирования), разгрузку смеси в машину для набрызгбетонирования (20 мин) [3].

Анализ временных затрат показывает, что основными определяющими факторами при расчете коэффициента использования машины для мокрого набрызгбетонирования являются время транспортирования смеси и простой миксера во время разгрузки. Для повышения коэффициента использования миксера предлагается вклю-

чить в состав комплекса перегрузочную емкость, объемом 4 м3, которая будет работать с машиной для набрызгбетонирования, что позволит сократить время на разгрузку миксера до 5 минут.

Коэффициент использования машины (Ки) для набрызгбетонирования зависит от числа работающих миксеров, которые в свою очередь определяются дальностью расположению забоев от бетонного узла [4]. Расчет загрузки машины для набрызгбетони-рования от дальности транспортирования бетона, их числа в составе комплекса (таблица 2) показывает, что при дальности транспортирования 1 км и использовании одного миксера Ки машины для набрызгбетонирования равен 0,83, при увеличении дальности транспортирования Ки значительно снижается.

Исходя из часовой производительности работ по набрызгбето-нированию на подземных рудниках выбирается машина для нанесения набрызгбетона «мокрым» способом. Для Учалинского, Молодежного и Озерного рудников с производительностью 2,9 м3/час, 1,52 м3/час, 1,31 м3/час подходят машины самоходного типа ROBOT SPRITZ или SPRAYMEC 1050 WPa Для Узельгинского подземного рудника с производительностью 10,5 м3/час подходят машины самоходного типа SPRAYMEC 1050 WPс или SIKA — PM407.

Таблица 2

Коэффициент использования оборудования (ЗРЯЛУМЕС1050 ^Рс) в зависимости от дальности транспортирования бетонной смеси и количества миксеров.

Кол-во машин -^движ, км 1 2 4 6

^рейс, мин 24 33 51 69

1 Ки'набр/ Ки'миксер 0,83/1 0,60/1 0,39/1 0,29/1

произ, м3/сут 50,00 36,36 23,53 17,39

Длина, п.м. 94,70 68,87 44,56 32,94

2 Ки2 набр/ Ки2 миксер 1/0,65 1/0,20 0,78/1 0,57/1

3/ произ, м /сут 100,00 72,73 47,06 34,78

Длина, п.м. 189,39 137,74 89,13 65,88

3 Ки3 набр/ Ки3миксер 1/2,48 1/1,80 1/1,16 0,86/1

3/ произ, м /сут 150,00 109,09 70,59 52,17

Длина, п.м. 284,09 206,61 133,69 98,81

Примечания. Ьдаиж-расстояние транспортирования, км; 1рейс- время рейса, мин; ки-коэффициент использования машины (если ки>1, то машина для набрызгбетонирования задействована на 100 %, а миксеры простаивают); произ — эксплуатационная производительность крепления, м3/сут.

Производ ительность, м 3/час . 1 Ж Г~1 вь. V

миксер 4 Длина т 2 миксера ^^ 3 м 6 7 8 9 10 ранспортировки, км иксера 4 миксера 5 миксеров

Рис. 1. График зависимости производительности набрызгбетонных работ от дальности транспортирования бетона при различном количестве миксеров

Таблица3

Стоимость 1 п.м. набрызгбетонного покрытия «сухим» и «мокрым» способами набрызгбетонирования

№ Наименование затрат Учалинский Узельгин-ский Молодежный Озерный

1 На 1 п.м выработки, тыс.руб. «сухим» способом 5310,91 4045,06 4196,62 4963,18

2 На 1 п. м выработки, тыс.руб. «мокрым» способом 4846,78 4160,57 6049,60 6255,30

Для оценки экономических результатов внедрения технологии «мокрого» набрызгбетонирования произведен сравнительный расчет стоимости 1 м2 набрызгбетонного покрытия «сухим» и «мокрым» способом крепления (табл. 3, 4).

Таким образом, анализом расчетных значений себестоимости крепления 1 м2 выработки установлено, что применение технологии «мокрого» набрызгбетонирования приведет к уменьшению затрат на крепление для Учалинского рудника на 9,5 % и увеличению затрат для Узельгинского подземного рудника на 2,7 %, для Молодежного и Озерного подземных рудников на 30 % и 20 % соответственно.

Таблица 4

Итоговая стоимость крепления «сухим» и «мокрым» способами набрызгбетонирования

Технология «мокрого» набрызгбетонирования

№ Наименование затрат Учалин-ский Узельгин-ский Молодежный Озерный

1 Суммарные затраты на крепление, тыс. руб./мес. 3565,90 12027,62 2114,51 1890,33

Технология «сухого» набрызгбетонирования

2 Затраты при «сухом» способе, тыс.руб 4397,44 12195,87 1825,53 1861,19

3 Разница, % 23,3 1,4 -13,7 -1,5

4 Экономия, тыс.руб/год 9978,43 2018,99 -3467,80 -349,60

В связи с возможностью увеличения скорости проведения выработок при переходе с «сухого» на «мокрый» способ на-брызгбетонирования был скорректирован график организации проходческих работ в результате чего время цикла сократилось с 21 до 14 ч, а длина уходки за сутки увеличилась с 2,7 м до 4,05 м.

Таким образом получаем показатели затрат по стандартной и предлагаемой технологии, представленные в табл. 4.

Таким образом, при применении «мокрой» технологии на-брызгбетонирования достигается уменьшение затрат на крепление по Учалинскому руднику на 23,3 % (9,9 млн руб./год), по Узельгинскому руднику на 1,5 % (2 млн руб./год). На Молодежном и Озерном подземных рудниках наблюдается увеличение затрат на 13,7 % (3,4 млн руб./год) и 1,5 % (0,3 млн руб./год), что связано с высокими часовыми затратами работы и низким коэффициентом использования оборудования на данном этапе производства работ.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Строительные нормы и правила СНИП II-94-80 «Подземные горные выработки» Государственный комитет СССР по делам строительства (Госстрой СССР).

2. Набрызгбетон для крепления горных выработок. Химические вещества, применяемые в строительстве. Департамент Подземного строительства. BASF International Underground Construction Group.

3. Калмыков В.Н., Зубков А.А., Волков П.В., Пушкарев Е.И., Латкин В. В. Технологии механизированного крепления горных выработок усиленной комбинированной крепью с использованием самозакрепляющихся анкеров и набрызгбетона наносимого способом «мокрого» набрызгбетонирования на подземных рудниках Урала/// Сборник научных трудов SWorld. Материалы международной научно-практической конференции «Современные направления теоретических и прикладных исследований '2013». — Выпуск 1. Том 3 — Одесса: КУПРИЕНКО, 2013. — ЦИТ: 113-0042 — С. 88-90.

4. Волков П.В. Методика оценки вариантов перемещения руды при отработке приконтурных запасов / Гибадуллин З.Р.,Волков П. В. // Вестник МГТУ. — 2009. — № 3. — С.11-13.