Анкерование. Новое слово в проходческом оборудовании

Стремясь повысить добычу угля, шахтёры осваивают новые выработки, погружаясь всё глубже в недра Земли. На глубине 300 метров и ниже порода отличается большей крепостью, а пласты полезных ископаемых тоньше, что затрудняет их добычу.

Чтобы облегчить ручной низкопроизводительный труд горняков, шахтоуправления заказывают специальное горно-шахтное оборудование, которое делает работу проходчиков безопасной и помогает сократить сроки проходки.

Узкое место при повышении темпов проходки — это установка крепления. Даже если более мощный проходческий комбайн быстрее разрушает породу, то из соображений безопасности шахтёры не могут сильно углубляться в забой с незакреплённой кровлей.

Наиболее ярко это выражено в забоях с комбинированным способом крепления — рамно-анкерным.

Такой способ крепления более долговечный и надёжный, поскольку позволяет «скрепить» горный массив и предотвратить разрушение горных пород. Вместе с тем, цикл проходческих операций занимает больше времени, так как параллельная проходка и крепление невозможны без работы людей в незакрепленном забое и нарушения правил безопасности охраны труда.

По данным Ростехнадзора, в 2017 году на каждые 23 млн тонн угля, добытого шахтёрами РФ, приходится 1 смертельный случай. Конечно, это в 3 раза меньше, чем аналогичный показатель 2016 года, но до цели — 0 смертельных случаев за год — предприятиям ещё далеко, поэтому вопросы безопасности остаются в числе первых приоритетов руководителей горнодобывающих компаний.

Два наиболее распространённых способа анкерования

Анкерование — это процесс, при котором металлические стержни устанавливают в кровлю забоя, чтобы сделать её более жёсткой. Это помогает сдерживать разрушение породы, нависающей над выработкой, и предотвращает её обрушение. Способ анкерного крепления зависит во многом от горно-геологических особенностей шахты. Несмотря на это выделяют два основных способа установки анкерного крепления, которые применяют при разработке забоя.

Первый способ можно условно назвать «ручным», поскольку анкерные крепления устанавливают проходчики с помощью переносной бурильной установки.

Этот станок необходимо вручную перемещать при каждом цикле крепления забоя, а также переустанавливать при бурении каждого шпура (в зависимости от применяемой схемы крепления, количество шпуров может достигать 20 шт.).

Такой способ анкерования требует от проходчиков большой физической силы и выносливости, а также сопряжён с опасностью, поскольку шахтёр находится на участке с незакреплённой кровлей.

Угроза состоит в том, что некоторое количество породы или даже кровля целиком может в любой момент обрушиться на человека.

Второй способ — механизированный. Анкерные крепления устанавливают с помощью стационарного оборудования, которое размещено непосредственно на проходческом комбайне.

Техника с анкерными установками помогает увеличить темпы проведения горной выработки за счёт сокращения времени на выполнении операции с анкерным креплением. Кроме того, такой способ делает труд шахтёров безопаснее, поскольку горно-шахтное оборудование полностью контролируют с пульта дистанционного управления.

Машины с подобным механизмом в настоящий момент предлагают лишь 2-3 производителя. Например, машиностроительная компания Corum Group несколько месяцев назад представила рынку комбайн RH160 со стационарной установкой анкерного крепления.

Сокращение цикла установки анкерных креплений до 50%

При «ручной» технологии анкерного крепления на один цикл тратится в среднем 35 минут. За это время исполнительный орган разрушает породу, которая перегружается на конвейер.

А затем в расчищенном месте начинается процесс крепления, который может быть как исключительно арочным, так и рамно-анкерным. Когда проходчики заканчивают установку рам, разработка забоя продолжается с разрушения породы — это цикл. Цикл за циклом, метр за метром проходчики возводят выработку.

Сокращение продолжительности цикла операций позволит шахтам увеличить темпы проходки новых выработок, а вместе с тем и добычу угля.

Системы механизации анкерного крепления различных производителей отличаются конструктивно и, соответственно, по-разному влияют на скорость установки рам.

Например, согласно теоретическим расчётам, применение комбайна RH160 способно сократить время одного цикла на 30-50%. Фактические значения компания огласит после завершения промышленных испытаний.

Дополнительно отметим, что комбайн RH160 относится к средне-тяжёлому классу, т. е. сохраняет габариты оборудования среднего класса и способен работать в выработках сечением от 13 м2.

При этом вес машины на 15-20 тонн выше, чем у средних комбайнов, а мощность электродвигателя составляет 160 кВт — это позволяет разрушать породы крепостью до 100-110 МПа, сохраняя устойчивость комбайна.

При этом, как упоминалось, RH160 можно оснастить механизмом анкерного крепления с телескопическим выдвижением бурильного модуля в зону крепления так, чтобы он не мешал работе исполнительного органа во время рубки породы.

Фокус на безопасность

Ключевая задача, которую решают подобные комбайны, помимо увеличения скорости крепления, — сделать работу проходчиков безопасной. Как правило, анкероустановщик управляется дистанционно при помощи радио пульта, либо в проводном режиме.

Таким образом, рабочий во время процесса крепления кровли анкерами находится в защищённом месте, а производительность только повышается.

По всей видимости, в ближайшие пять лет большинство проходческих забоев с рамно-анкерным креплением будут оборудованы проходческими комбайнами с устройствами для механизации.

В 2019 году ещё далеко не все производители проходческих комбайнов предлагают необходимое решение, но, если вопросы безопасности и повышения эффективности операций актуальны для вашего предприятия, возможно стоит обратить внимание на уже существующие решения.