Процессы горных работ

Техническая производительность комплекса  — средняя его производительность в конкретных горно-геологических условиях при данном расстоянии доставки, определяемая с учетом затрат времени на простои комбайна, связанные с особенностями конструкции комплекса и технологической схемой его работы (простои комбайна при разгрузке бункера-перегружателя в вагон и в ожидании вагона). Техническая производительность служит для расчета эксплуатационных показателей работы комплекса при данном расстоянии доставки.

Средняя техническая производительность комплекса — производительность при проходке выработки данной длины в конкретных горно-геологических условиях, определяемая с учетом затрат времени на простои комбайна, связанные с особенностями конструкции комплекса и технологической схемой его работы. В отличие от технической производительности она характеризует среднюю производительность комплекса не при данном расстоянии доставки, а в целом по всему этапу проходки выработки данной длины. Средняя техническая производительность служит для расчета эксплуатационных показателей, определения условий эффективного использования и направлений дальнейшего технического совершенствования комплексов, средних величин грузопотоков, поступающих и системы панельного и магистрального транспорта.

Эксплуатационная производительность комплекса — производительность комплекса при отработке камеры (проходке выработки) данной длины в конкретных эксплуатационных условиях, определяемая с учетом несовмещенных затрат времени на выполнение подготовительно-заключительных и вспомогательных операций, простоев по организационно-техническим причинам. Эти затраты времени определяются уровнем организации работ, квалификацией обслуживающею персонала, конструктивным и технологическим совершенством оборудования. В зависимости от местных условий и типа комплекса эти затраты времени могут изменяться в широких пределах. Они характеризуются коэффициентом использования комплекса во времени при проходке выработок.

Календарная производительность комплекса  — эксплуатационная производительность комплекса за календарный промежуток времени (месяц, год и т. д.), определяемая с учетом удельных затрат времени на выполнение всех видов ремонта (капитальный, средний, текущий, ремонтный осмотр). Она служит для расчета потребности в комплексах.

При расчете показателей работы комплексов приняты следующие условные обозначения; Q_КОМ— техническая производительность комбайна, т/мин; Q_К — техническая производительность комплекса, т/мин; Q_К.C — средняя техническая производительность комплекса, т/мин; Q_К.Э — сменная эксплуатационная производительность комплекса, т; Q_К.ПР — сменная производительность комплекса по проходке, т; Q_{К.ПР. С} — средняя сменная производительность комплекса по проходке, т; Q — месячная (годовая) производительность комплекса, т; L_К — длина камеры, м; L_KP —  критическое расстояние доставки, м; L₃ — расстояние зарубки, м; L_B — длина самоходного вагона, м; l — расстояние доставки, м; l р — расстояние до .пункта разгрузки вагона от устья камеры, м;Т_К — продолжительность отработки камеры, смены; Тпр — продолжительность проходки, смены; Т₃ — продолжительность зарубки, смены; Т_О — продолжительность отгона, смены; Т_В — календарный фонд рабочего времени, сут; Тр — продолжительность ремонта оборудования, сут; t см — продолжительность смены, мин; t_р — продолжительность разгрузки вагона (бункера-перегружателя), мин; tп — продолжительность простоя самоходного вагона при разминовках и перегрузке руды из вагона в вагон, мин; S — площадь поперечного сечения выработки, проходимой комбайном, м²; q_в — грузоподъемность самоходного вагона, т; v — эквивалентная скорость движения самоходного вагона, м/мин; γ — плотность руды, т/м³; kи — коэффициент использования комплекса во времени при проходке выработок; n_в — число самоходных вагонов, входящих в состав комплекса; m — число смен в сутки; m_р — число рабочих смен в сутки; kn — коэффициент простоя комбайна при разгрузке бункера-перегружателя;

V = (v_г + v_n)/2;

v_г, v_n — соответственно средняя скорость движения груженого и порожнего вагона (при отсутствии фактических данных их значения принимаются по технической характеристике вагона с коэффициентом 0,7), м/мин.

Исходными данными для расчета  являются показатели Q_KOM, q_в, t_р, v. Они служат для определения технических показателей работы комплекса L_KP, Q_K, Q_K.С при известных параметрах l и L_K.

При определении эксплуатационных показателей используются параметры  k_n, Т₃, Т₀, S.

Для проектных расчётов следует принимать kи = 0,5÷0,7, T₃=0,5÷1 смены, Tc=l÷l,5 смены (при длине выработки до 300 м), L_B = 8÷10 м, L₃=15 м, Тр =50 сут, T_СМ = 360 мин, m=4, mp=3, k_п=0,5, γ = 2,07 т/м³ (для соляных пород), lр=0 (при расположении пункта разгрузки вагонов в устье камеры). Площадь поперечного сечения проводимой выработки S определяется типом комбайна. Для комбайна непрерывного действия с постоянной площадью поперечного сечения проводимой выработки при работе полным сечением она принимается в соответствии с технической характеристикой, а при работе неполным сечением — по фактически отрабатываемой площади сечения. Техническая производительность комбайна при этом принимается с поправочным коэффициентом, равным отношению фактически отрабатываемой площади сечения к паспортной. Для комбайна периодического действия с переменной площадью сечения проводимой выработки величина S принимается в соответствии с требуемыми размерами сечения без корректировки технической производительности комбайна. Значения параметров nв и tп зависят от схемы работы комплекса и принимаются по табл. 2.14. (см. /1/, стр. 89). Для нашего случая nв =1, tп =0.

При расчетах принимаются фактические значения исходных данных своего варианта:

Техническая производительность комбайна Q_ком =2,3 т/мин;

Грузоподъёмность самоходного  вагона q_в= 14 т

Эквивалентная скорость движения самоходного  вагона v=95,3 м/мин

Длина очистной камеры  L_к = 190м

Расстояние от пункта разгрузки вагона до устья камеры l_р= 0м

Продолжительность разгрузки вагона (бункера-перегружателя t_р = 1,14 мин

Продолжительность простоя вагона при перегрузке руды из вагона в  вагон t_n= 1,14 мин.

 

 

1. Определяем критическое расстояние доставки по формуле:

Lкр=

= 1∙ = 243,3 м.

2. Техническая производительность комплекса Q_к., т/мин:

Q_к =

= =  2,1 т/мин.

3. Средняя техническая производительность комплекса Q_к.с, т/мин:

Q_к.с =

= =  2,1 т/мин.

4. Сменная эксплутационная производительность комплекса Q_к.э, т:

Q_к.э = k_иt_смQ_к = 0,7∙360∙2,1= 529,2 т,

где приняли k_и = 0,7 и t_см = 360 мин.

5. Средняя сменная производительность комплекса по проходке Q_к.пр.с, т:

Q_к.пр.с = k_иt_смQ_к.пр.с= 0,7∙360∙2,1 = 529,2 т.

6. Продолжительность проходки Т_{пр, см:}

Т_пр =

=7суток.

7. Продолжительность отработки камеры Т_к, смены:

Т_к =

= 11,33 смены,

 где принимаем Т₃=0,8 – время зарубки, Т_о = 1,2 – время отгона.

8. Сменная эксплутационная производительность комплекса Q_к.э, т:

Q_к.э = L_KSγ/T_к= 190∙9,8∙2,07/11,33 = 340,2 т.

9. Месячная производительность комплекса Q, т:

Q = mQ_к.эТ_К1 = 4∙340,2∙21= 28 577 т/мес,

где Т_к1= 25 – Т_р= 25-4 =21, т.к. Т_р = 50/12= 4,17 ≈ 4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Паспорт крепления камеры разворота комбайна.

4.1. Выбор способа крепления. В соляных рудниках для крепления выработок применяется арочная (металлическая), деревянная (рамная) и анкерная крепь. Рассматривая конструкции, способ установки, время на возведения крепи, трудозатраты  можно выделить анкерную крепь, как наиболее рациональную и широко применяемую на соляных рудниках. В качестве анкеров для временной крепи используется клинораспорные металлические анкеры типа ЭС-85С («Эстонсланец»), а для постоянного крепления – винтовая крепь.

 

4.2. Определим длину анкеров для крепления камеры разворота комбайна "УРАЛ-1ОКСА" для условий: Второй пласт отрабатывается камерной системой с поддержанием кровли на податливых целиках: глубина  Н = (412+151)563 = м; эквивалентный полет b_экв = 7,8 м; в кровле залегают породы  3 типа; первый монолитный слой кровли представляется сильвинитом мощностью m₁= 0,33 м; камера разворота охраняется разгружающей выработкой.

Решение.

Определяем необходимую длину  анкеров, для чего предварительно рассчитываем продольную нагрузку на укрепленную  анкерами кровлю по формуле (4.20):

Р_х = К₁К₂К₃Н

,

где К₁К₂К₃ – коэффициенты, учитывающие соответственно влияние очистных работ, способ охраны и взаимное влияние выработок (принимаются по табл.1,2,3 приложения 7, см. [2])  и численно равны: К₁ = 2,6 (для камерной системы на податливых целиках); К₂ = 0,8 (разгружающая выработка); К₃ = 1,3 (выработки камерного типа). 

Н – глубина разработки, м;

- коэффициент Пуансона, принимается  в зависимости от типа кровли  по табл.1 приложения 5 (см. [2]), ( = 0,3 – для 3 типа кровли).

Определим нагрузку сил от бокового распора:

Р_х =2,6∙0,8∙1,3∙563∙2,1 =1370,12 тс/м².

По формуле (4.19) определяем величину размерного параметра m_n :

 

m_n =

,

где  γ – объемный вес породы; т/м³

b –эквивалентный пролет выработки, м;

σ_уср -  усредненная прочность слоистых пород на сжатие, тс/м²;(равно 2700 для третьего типа кровли, см. [2],приложение 5);

       Р_х – нагрузка от сил бокового распора пород на скрепленную анкерами кровлю, тс/м².

Отсюда:

m_n =

= 0,99 м.

Минимальная мощность скрепляемых  пород кровли камеры разворота определяем по формуле (4.18, см.[1], стр. 46):

M_min = 1,22

где m_n – размерный параметр, м;

σ₁ – предел прочности на сжатие породы первого слоя; принимается для каменной соли 3300 тс/м², для сильвинита 3800 тс/м²;

σ_уср -  усредненная прочность слоистых пород на сжатие, тс/м²;

       Р_х – нагрузка от сил бокового распора пород на скрепленную анкерами кровлю, тс/м².

И, так минимальная мощность составляет:

M_min = 1,22

= 1,2 м.

Принимаем стандартный типоразмер анкеров длиной 1,2 м.

 

4.2.1. Эквивалентный пролёт для камеры разворота определяем по приложению 6 (см. /2/, стр. 162) и таблице 4.1.

Таблица 4.1. Эквивалентные пролёты  типовых сопряжений горных выработок.

 

4.2.3. Расчет шага установки анкеров:

а) Расстояние между анкерами в  ряду для крепления сопряжения составляет:

= 3,7 м,

где К₄ – коэффициент, равный 1,0 для подготовительных выработок.

Принимается квадратная сетка 3,7x3,7 м.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Литература:

1. Справочник по разработке соляных месторождений. Р.С.Пермяков, О.В.Ковалёв, В.Л.Пинских и др. – М.:Недра, 1986. – 212 с.
2. Нормативные и методические документы по ведению горных работ на Старобинском месторождении калийных солей. Солигорск- Минск, 1985 г, 214 с.