Аналіз кінематичної і гідравлічної схем приводу комбайна

Qтеор = 60·Нр·Вз·Vп·γ = 60 · 1,55 · 0,63 · 4,29 · 1,35 = 339 т/ч;

де Нр - середня розрахункова потужність пласта, м;

Вз - ширина захвату виконавчого органа комбайна, м;

Vп - максимально можлива в конкретних умовах швидкість подачі комбайна, м/хв (див. розділ 3.1);

γ - щільність вугілля, т/м3, приймається в межах 1,35...1...1,45т/м3.

Нр = (Нmin + Hmax)/2 = (1,38 + 1,72)/2 = 1,55м

Технічна продуктивність комбайна Qтех, т/ч, (середньогодинна продуктивність за повний цикл виїмки вугілля з урахуванням витрат часу на виконання властивій машині допоміжних операцій і на усунення відмовлень, зв'язаних з конструкцією комбайна і технологічною схемою його роботи), визначається по формулі:

Qтех = Qтеор·Ктех = 339 · 0,352 = 119 т/ч.

де Ктех - коефіцієнт технічно можливої безперервності роботи комбайна в конкретних умовах експлуатації,

Ктех = = = 0,352

Т - час продуктивної роботи комбайна по виїмці вугілля, хв/цикл,

Т = = = 46,6 хв/цикл,

L - довжина лави, м;

Lн - довжина ніш, м (коли ніш нема Lн = 0)

За час повного циклу роботи комбайна загальні витрати часу на допоміжні

операції Тдо = Тмо + Тко + Тзі + Тун = 33,3 + 20 + 17,1 + 15,5 = 85,9 хв.

де Тмо - витрати часу протягом циклу на не сполучені маневрові операції (маневровий перегін машини у вихідне положення і т.п.), хв, (приймається за даними хронометражних спостережень стосовно до конкретного типу комбайна і технологічній схеми його роботи або визначається по відомих формулах).

При однобічній схемі роботи комбайна,

Тмо = L / Vм = 200/6 = 33,3 хв.

де Vм - маневрова швидкість переміщення комбайна, м/хв, для комбайну 2ГШ68Б Vм = 6 м/хв..

Тко - час, затрачуваний на кінцеві операції (засувка комбайна в нішу при подачі на вибій базового конвеєра комплексу, перевстановлення навантажувальних щитків і т.п.), хв; по проведених хронометражних спостереженнях Тко можна приймати рівним (на один цикл) 15...30 хв.

Приймаэмо Тко = 20 хв.

Тзі - витрати часу на заміну зношених різців при відомій їхній питомій витраті, хв,

Тзі = Нр·γ·L·Вз·Ζ·tзі = 1,55 · 1,35 · 200 · 0,63 · 0,13 · 0,5 = 17,1 хв,

L - довжина очисного вибою, м;

Z - питома витрата різців, шт/т;

tзі - час на заміну одного різця, хв.

Для визначення питомої витрати робочого інструмента визначається коефіцієнт міцності вугілля ƒв по шкалі проф. М.М. Протодьяконова,

ƒв = = = 1,733.

По таблиці 4.1 визначається питома витрата різців.

При ƒв = 1,733 питома витрата різців Z = 0,13 шт/т;

Час на заміну одного різця tзі складає 0,5 хв. при швидкодіючому кріпленні.

Витрати часу на усунення несправностей Тун, хв, що залежать від технічної досконалості і надійності машин, визначаються по формулі:

Тун = · = · = 15,5 хв

де  Кг - коефіцієнт готовності, що використовується для оцінки впливу рівня надійності гірничих машин на розмір їхньої продуктивності і враховує безвідмовність і ремонтоздатність об'єкта.

Приймаємо значення коефіцієнта Кг = 0,75

Підставляючи знайдені значення і зробивши перетворення у формулах, отримаємо:

Ктех = = = 0,352

Експлуатаційна продуктивність Qе, т/г,  визначається  з урахуванням усіх  видів простоїв, що мають місце при роботі комплексу по формулі:

Qе = Qтеор · Ке = 339 · 0,287 = 97,3 т/ч;

де Ке - коефіцієнт машинного часу;

Тео - час усунення експлуатаційних пошкоджених (час експлуатаційних простоїв), хв, не зв'язаних безпосередньо з роботою комплексу (витрати часу на промін вагонеток на навантажувальному пункті, чекання порожняка, електроенергії, усунення вивалів породи і т.п.); орієнтовно можна приймати

     Тео =25...30 хв.

Ке = = = 0,287

Розрахункове навантаження на очисної вибій Qр т/добу, визначається за формулою:

Qр = Qе · ( Тзм – tпз ) · nзм  = 97,3 · (6 – 0,5)· 3 = 1605 т/добу;

де Тзм = 6г – тривалість зміни;

tпз - час на виконання підготовчо-заключних операцій, приймаємо tпз = 0,5ч,

nзм - число робочих змін у добу по видобутку вугілля, приймаємо nзм = 3.

 

 

 

 

4.2 Перевірка механізованого  кріплення по продуктивності  комплексу з урахуванням газового фактора

 

Газоносність шарів обмежує продуктивність виймальних машин за умовою провітрювання очисного вибою. Обраний типорозмір механізованого кріплення повинний забезпечувати необхідне провітрювання вибою (значення концентрації метану у вихідному з лави струмені і швидкості повітряного струменя в лаві не повинне перевищувати 1 % і 4,0 м/с) при необхідній теоретичній продуктивності виймальної машини.

Перевірка кріплення виконується за умовою: [7]

Sф > Sр

де Sф - фактичний перетин робочого простору, м2, забезпечуваний обраним типорозміром кріплення

Sф = 2,20 м2 

Sр - розрахунковий непрохідний перетин робочого простору, обумовлений по формулі:

Sр = = = 1,695 м²;

де Q - теоретична продуктивність виймальної машини, т/хв;

Vmax - максимально припустима швидкість руху повітря по лаві (4 м/c);

d - припустима концентрація метану у вихідному струмені (1% CH4);

Квп = 1,0...1... 1,5-коефіцієнт руху повітря по виробленому простору;

n = 0,8...0...0,9-коефіцієнт природної дегазації.

Умова Sф = 2,20 м²  > Sр = 1,695 м² виконується, отже прийнятий типорозмір кріплення 1УКП  забезпечить необхідне  провітрення очисного вибою при  продуктивності Qтеор = 5,65 т/хв..

 

 

 

 

4.3 Перевірка теоретичної  продуктивності комбайна по      швидкості кріплення очисного вибою

 

При виборі швидкостей переміщення комбайна і кріплення лави необхідно виходити з того , що швидкість кріплення очисного вибою не повинна обмежувати робочої швидкості переміщення комбайна.

Для забезпечення постійної роботи комбайна бажано приймають швидкість  кріплення на 20% вище робочої швидкості переміщення комбайна тобто повинна виконуватися умова:

Vкр > Vп

де Vкр - швидкість кріплення очисного вибою, м/хв,

Vкр = = = 5,95 м/хв

де n - кількість одночасно  переміщуваних секцій  механізованого  кріплення;

Lc - крок встановлення секцій кріплення, м;

Vпер - швидкість пересування секції механізованого кріплення в напрямку вибою, 2,5 м/хв.;

Умова Vкр = 5,95 м/хв > 1,2 · 4,29 = 5,15 м/хв. виконується, отже затримок при роботі комбайну з-за швидкості кріплення очисного вибою не буде.

 

4.4 Перевірка теоретичної  продуктивності комбайна по       продуктивності забійного конвеєра

 

Фактична максимальна продуктивність виймальної машини не повинна перевищувати продуктивності конвеєра по його технічній характеристиці, скоректованої по відносній швидкості руху його тягового органа.

Теоретична продуктивність конвеєра повинна бути на 20...30% вище ніж у комбайна, тобто повинна виконуватися умова:

Qтеор.конв > 1.2…1.3 Qтеор.комб,

До складу комплексу 1УКП входять скребковий конвеєр СП87ПМ з максимальною продуктивністю 536 т/ч,  (при швидкості руху скребкового ланцюга конвеєра 1,2 м/с) [2], а теоретична продуктивність комбайна 339 т/ч, умова

Qтеор.конв = 536 т/ч  > 1.2…1.3 Qтеор.комб, = 406…440 т/ч, значит конвеєр СП87ПМ забезпечить продуктивну роботу комбайна з теоретичною продуктивністю 339 т/ч.

 

 

 

 

 

 

 

5 ОРГАНІЗАЦІЯ РОБОТ  В ОЧИСНОМУ ВИБОЇ

 

Роботи в лаві ведуться добовою комплексною бригадою по п’ятиденною робочому тижні з двома вихідними, один вихідний загальний, другий – по скользящему графіку.

На протязі доби режим роботи лави 4-х змінний. Перша зміна ремонтно-профілактична і три - по видобутку вугілля.

Комплексна бригада розбивається по ланкам, в кожну з яких входять:

машиніст комбайна і його помічник, два оператора кріплення, чотири гірники на кріпленнях, два гірничих робітника з перетягу забійного конвеєра,  , черговий електрослюсар, оператор на навантажувальному пункті лави.

У ремонтно зміну виходить ланка в складі 11 чоловік: 5 ремонтних електрослюсарів, 5  гірників очисного вибою і помічник машиніста комбайна. В цю зміну проводиться ревізія гірничошахтного устаткування з уділенням особливої уваги змащуванню, кріпленню, робочому стану усіх збірних одиниць і деталей. Негодні і зношені вузли і деталі негайно замінюються.

Приймаємо однобічну схему роботи комбайна.

В вихідному положенні забійний конвеєр видвинутий до вибою, комбайн знаходиться у нижній частині лави, його виконавчі органи заведені в пласт вугляр самозарубкою (косими заїздами). По мірі підвигання комбайна уздовж вибою секції кріплення, передвигаючись до вибою, підтримують оголену покрівлю. Пересування секції кріплення здійснюється послідовно.

Після виймання вугілля по всій довжині лави проводимо холостий перегін комбайна в нижню частину лави і самозарубку  комбайна в пласт косими заїздами. Транспортування конвеєра здійснюємо фронтальну – одночасно по усієї довжині лави.

По закінченні зміни увесь комплекс опробується під навантаженням.

Час циклу по вийманню вугілля Тц, хв., визначається виходячи із середньої швидкості переміщення комбайна Vп.сер, м/хв., з урахуванням непродуктивних витрат часу по формулі:

 

Тц = = = 162,6 хв.

Vп.сер = = = 1,23 м/хв.

Необхідна розрахункова кількість циклів за продуктивний час роботи Nцр, цикл/доба:

Nцр = = = 6,09

де Т - тривалість зміни по видобутку вугілля, хв;

tпз - час на виконання підготовчо-заключних операцій, хв.

Nзм - кількість змін у добу по видобутку вугілля

Значення, Nцр що вийшло, округляється до найближчого меншого цілого числа циклі на добу:

Nцр = 6,0 циклов/доба.

Кількість циклів за зміну на продуктивний час роботи Nцр, цикл/зміна:

Nц = = = 2,0

Видобуток вугілля з одного циклу Qц, т/цикл, у зміну Qзм, т/зм, фактична за добу Qф, т/добу і фактична за місяць Qміс, т/міс:

Qц = = = 263 т;

Qзм = = = 526 т;

Qф = = = 1578 т;

Qміс = = = 40081 т;

де Nдм - кількість днів за місяць  по  видобутку  вугілля, днів (при шестиденному тридцятигодинному робочому тижневі Nдм = 25,4).

Резерв продуктивності Qрез, т/добу, складе

Qрез = Qр – Qф = 1605 – 1578 = 27 т

Місячне просування очисного вибою Lміс, м/міс, складе

Lміс = = = 96 м

Продуктивність праці робітника основної професії Посн, т/вих. і робітника добової бригади Пр, т/вих., складе:

Посн = = = 52,6 т/вих.,

Пр = = = 32,87 т/вих.,

де Nосн – сумарна чисельність робітників основної професії ( машиніст комбайна і його помічники, ГРОВ) в видобувну зміну;

Nр - сумарна чисельність усіх робітників добової бригади

 

 

 

 

 

6 ТЕХНІКА БЕЗПЕКИ ПРИ РОБОТІ ОЧИСНОГО              КОМПЛЕКСУ

 

При експлуатації комплексу в очисному забої необхідно керуватися

«Правилами безпеки в вугільних шахтах» [4,5], діючими інструкціями на машини і обладнання, яке входять до складу комплексу.

Гірничо-геологічні та гірничотехнічні умови застосування комплексу повинні відповідати його технічним параметрам.

До роботи по обслуговуванню комплексу і його обладнання допускається

персонал, який пройшов додатковий інструктаж по безпеки ведення робіт, зв’язаних з застосуванням комплексу з механізованим кріпленням.

При пересуванні секцій механізованого кріплення і пересуванні конвеєра до вибою машиністи повинні бути займати у лаві робоче місце під захисною распертої секції.

При знятті распора з секції знаходитися під нею категорично заборонено.

При пересуванні секції знаходитися попереду секції, яка рухається категорично заборонено.

При експлуатації комплекса повинна приділятися особлива увага стану електрообладнання.

Особлива увага повинна бути звернена на справність механічних і електричних блокувань.

Робота комбайна по видобутку вугілля повинна виконуватися тільки при працюючий системі орошенія.

Перед пуском комбайна необхідно переконатися у відсутності людей у зоні ріжучого органа машини ( не менш 2 м).

При працюючому комбайні категорично забороняється спуск яких-небудь предметів по забійному конвеєрі.

Не допускається робота забійного і штрекового конвеєра у випадку:

- застосування в гідромуфтах приводу глухих або власноручно зроблених пробок з легкоплавкою вставкою;

- погано затягнутих  болтів блоку приводних звездочек, зємників ланцюга, замкових з’єднаній  става і з’єднувальних звеньєв скребкового ланцюга.

- недостатньому натягу скребкового ланцюга.

Ходження людей по ставу, перехід через забійний конвеєр під час його роботи категорично заборонено.

 

 

 

 

 

7 ЗАХОДИ ЩОДО БОРОТЬБИ  З ПИЛОМ

 

Збільшення навантаження на очисний вибій призводить до інтенсивного виділення в очисному вибої газа метану і пилу, що складає небезпеку вибуху у лаві, а налічіє пилу, крім цього, є ще причиною тяжкого професійного захворювання – пневмоконіоза.

З метою попередження цього захворювання ПБ встановлені предільно допустимі концентрації пилу в повітрі підземних виробіток: пилу вуглепорідної, яка має від 10 до 70% вільної двоокисі кремнію – 2 мг/м³; пилу вугільного, який має від 2 до 10% вільної двоокисі кремнію – 4 мг/м³; пилу вугільного, який має вільної двоокисі кремнію менш ніж 2% - 10 мг/м³ [4].

Ефективне пило придушення і зниження складу пилу в шахтній атмосфері до допустимих норм може бути здійснено комплексом заходів.

Предусматрюємо зрошення місць пилоутворення. Воду подаємо відразу в зону руйнування вугілля, коли ще пил не перейшла у в зважений стан, через полий вал виконавчого органу, трубопровід на шнеку до форсунок. Внутрішнє зрошення сочетаємо з додатковим зовнішнім, при якому форсунки розполагаєм на корпусі комбайна, в місці вантаження вугілля на конвеєр.

Питома втрата води складає  15-20 л/т [4].

Система зрошування комбайна 2ГШ68Б складається з насосної установки 1УЦНС13 та зрошувального пристрою на комбайні, який забезпечує зовнішнє та внутрішнє зрошення.

У очисному вибої у відповідності с ПБ разом з комплексом заходів по пилопридушенню, для захисту органів дихання робочих приймаємо протипилові  респіратори «Лепесток».

 

 

8 МОНТАЖ І ДЕМОНТАЖ  КОМПЛЕКСУ

 

Серійно випускаємі очисні комплексі у процесі експлуатації монтують і демонтують декілька разів: частково на поверхні контрольної перевірки обладнання і навчання робочих у лаві після відпрацювання однієї лави і перехід до другої.

Кожен перемонтаж триває 20-30 діб і більше. При цьому працеємність складає 300-500 чол.-змін, а вартість 6-10% вартості комплексу. В сучасний час монтажно-демонтажні роботи проводять спеціальні організації з використанням оптимальних технологічних схем і серійного обладнання для механізації цих робіт.