Отличием угледобывающего предприятия от большинства других промышленных предприятий состоит в том, что затраты на приобретение и эксплуатацию оборудования имеют более весомую часть и, по сути, определяют эффективность и рентабельность работы предприятия. В связи с этим эффективность эксплуатации оборудования является важной проблемой.
Тем более, в настоящее время уровень комплексно-механизированной добычи угля в Карагандинском бассейне достиг 100%, охватив все разрабатываемые пласты. Причем разнообразие типов механизированных комплексов наблюдается даже в пределах одной шахты. Об этом свидетельствуют хронометражные наблюдения за рабочими операциями крепей механизированных комплексов, проведенные на трех шахтах угольного департамента (УД) АО «Арселор Миттал Темиртау» [1, С. 15-18]:
1. Добыча угля на шахте им.Ленина осуществляется двумя лавами с использованием
комплексов «Фазос 12/28» и 2ОКП70К.
Отработка одного выемочного участка производится комплексом «Фазос 12/28» с очистным комбайном 2ГШ68Б и забойным конвейером КС-30Ф. Вынимаемая мощность пласта составляет 2,4 м, длина лавы - 185 м. Проектная нагрузка на забой составляет: суточная-2169 т; месячная - 56160 т.
Отработка другого выемочного участка ведется комплексом 2ОКП70К с очистным комбайном 1 КШЭ и забойным конвейером ОКП34Л. Вынимаемая мощность пласта составляет 3,2 м, длина лавы - 227 м. Проектная нагрузка на забой составляет: суточная - 3500 т; месячная - 91000 т.
Проектом принята односторонняя схема выемки угля с оставлением уступа у почвы 0,2 - 0,4м (комплекс «Фазос 12/28»); 0,7м (комплекс 2ОКП7ОК) и с зачисткой при обратном ходе комбайна. Ширина захвата шнеков 0,63м. Самозарубка комбайнов осуществляется методом косых заездов.
Секции поддерживающе-оградительной крепи обоих комплексов выполняют функции забойной и посадочной крепи. Поэтому крепление и управление сводится к управлению секциями механизированной крепи.
Состав рабочих операций по передвижке крепи зависит от ее конструктивных особенностей, т. е. от количества групп гидродомкратов, выполняющих определенные функции.
Так, для крепи комплекса «Фазос 12/28» таких операций 12: опускание и распор козырька; удлинение и укорочение выдвижного козырька; подъем и опускание основания крепи; распор и снятие распора реборд; разгрузка и распор гидростоек; передвижка (подтягивание) секции крепи и передвижка конвейерной линии.
Для крепи комплекса 2ОКП70К количество рабочих операций равно 10: разгрузка и распор щита удержания забоя; подъем и опускание козырька перекрытия; распор и снятие распора реборд; разгрузка и распор гидростоек; передвижка (подтягивание) секции крепи и передвижка конвейерной линии.
- Отработка выемочного участка на шахте им. Кузембаева ведется по пласту К12 комплексом «Пиома 25/45-ОЗ» с очистным комбайном SL 300 немецкой фирмы «Айкхофф» и лавным конвейером
КС-34.
Паспортом предусматривается работа комбайна по двум схемам: уступной и челноковой. Основная схема выемки - уступная, так как она позволяет повысить безопасность работ для машиниста комбайна и ГРОЗ по передвижке крепи и конвейера.
Длина лавы составляет 245 м (162 секции крепи с шириной основания 1,5 м), вынимаемая мощность пласта - 3,7 м, ширина захвата комбайна - 0,55 м. Проектная нагрузка на забой составляет: суточная -5000 т; месячная - 130000 т.
В соответствии с конструктивными особенностями крепи «Пиома 25/45-ОЗ» в процессе ее передвижки выполняется 8 рабочих операций: разгрузка и распор шита удержания забоя; распор и снятие распора реборд; разгрузка и распор гидростоек; передвижка (подтягивание) секции крепи и передвижка конвейерной линии.
- На шахте «Саранская» отработка выемочного участка ведется с использованием комплекса «Фазос 24/53», включающего механизированную крепь «Фазос 24/53 Поз», очистной комбайн SL 500 фирмы «Айкхофф» и лавный конвейер PF-4 фирмы DBT. Этот комплекс является самым мощным и металлоемким (масса линейной секции крепи составляет 32,5 тонны) из всех, применяемых в Карагандинском угольном бассейне. Длина лавы составляет 180 м (118 секций с шириной основания 1,5 м), мощность вынимаемого пласта равна 4,2 м, ширина захвата комбайна - до 0,67 м.
Так же, как и рассмотренные выше комплексы, комплекс «Фазос 24/53» работает по двум схемам: уступной и челноковой, причем, основной является первая. При уступной схеме на почве остается уступ высотой 1,5-1,7 м, который затем вынимается при обратном ходе комбайна.
Проектная нагрузка на забой составляет: суточная - 10000 т; месячная - 260000 т.
Конструкция крепи обеспечивает механизацию следующих работ: распор секции между кровлей и почвой; разгрузку секции крепи; передвижку секции на забой; защиту кровли выдвижной консолью (в сложных кровельных условиях); передвижку забойного конвейера; корректировку установки секции; удержание груди забоя. Всего 20 рабочих операций, причем, некоторые из них в процессе работы без необходимости могут не использоваться.
Совершенствование структуры парка механизированных комплексов на шахтах Карагандинского бассейна обусловило улучшение средних значений их основных технических параметров, определенных по формуле
где Кі - показатель технической характеристики i-го типа оборудования; yip - удельный вес оборудования i-го типа в работе, доли единицы.
Как показывают расчеты, за последние 10-15 лет на шахтах бассейна среднее значение сопротивления механизированный крепи на 1 м2 поддерживаемой площади увеличилось в 1,3 раза, а удельное давление на почву снизилось на 14,4%. Увеличилось проходное сечение для воздуха на
10%.
Учитывая результаты изменения удельной стоимости механизированных комплексов, рассмотрим степень их использования, формирующих уровень и тенденцию производительности труда рабочего на очистных работах. На основе обработки хронометражных наблюдений в течение 847 смен за работой комбайна по добыче угля была изучена структура затрат рабочего времени по различным типам механизированных комплексов, применяемых на отдельных шахтах Карагандинского бассейна (табл.1).
Из табл. 1 видно, что уровень экстенсивного использования механизированных комплексов не превышает 60, а по выемке угля - 45%. Наблюдаются значительные потери рабочего времени (37,147,6%).
Одной из причин значительных потерь времени является использование механизированных комплексов в горно-геологических условиях, не соответствующих их технической характеристике. Конкретным выражением этого являются не только простои оборудования, связанные непосредственно с проявлением горно-геологических условий (уборка завалов и обрушений, загазованность очистного фронта и др.), но и косвенно — через снижение надежности работы средства комплексной механизации. Действительно визуальный и количественный анализ хронокарт, диспетчерского учета показывает, что из общего числа простоев в среднем 40,7 % связано с проявлением горно-геологических условий, из них 18,7 % с длительностью устранения до 100—120 минут.
По механизированным комплексам высокого технического уровня (2ОКП70К, МК75, 1 УКП, «Пиома» и «Глинник») простои связаны в основном с причинами организационного характера. Например, по комплексу «Пиома» из 36 наблюдений было зафиксировано 132 простоя с длительностью устранения от 10 до 151 минуты, из которых 117 простоев по вине внутришахтного транспорта, отсутствия электроэнергии, воды для орошения и др.
Средняя скорость подачи комбайнов колеблется в широком диапазоне (от 0,52 до 3,56 м/мин), что говорит об их эксплуатации с большими отклонениями от номинальной загрузки двигателей
Значительная часть простоев по организационным причинам вызвана несвоевременным перекреплением сопряжений и другими причинами. Потери времени из-за остановки забойного конвейера происходят вследствие обрыва цепи. Простои из-за неисправности гидрооборудования вызваны порывами шлангов, магистральных трубопроводов и отказами маслостанции, а комбайнов -из-за раскоскообразования, нарушения технологических карт ведения горных работ. Потери времени из-за неисправностей электрооборудования происходят из-за порыва кабеля, выхода из строя цепей управления, сигнализации и автоматики.
Опыт работы отечественных угледобывающих предприятий показывает, что в дальнейшем более целесообразным является системный подход к эксплуатации горношахтного оборудования. Это значит, что должна быть система эксплуатации, при которой в комплексе и взаимной увязке решаются следующие проблемы:
- обоснованного выбора приобретаемого оборудования;
- грамотного составления контракта;
- организации приемки и хранения;
- ввода в эксплуатацию;
- соблюдения мер безопасности при эксплуатации;
- соответствия характеристик машины режимам и условиям эксплуатации;
- планового технического обслуживания;
- диагностики;
- квалификации работников;
- снабжения запасными частями и учета их расходования;
- оперативного и качественного выполнения внеплановых ремонтов;
- наличия и использования документации;
- своевременного списания;
- утилизации заменяемых машин и узлов.
Естественно, что каждая из вышеназванных проблем разделяется на частные проблемы, которые в свою очередь можно детализировать дальше. Мы считаем, что решение всех проблем только во взаимной увязке позволяет иметь эффективную систему эксплуатации горного оборудования.