Выбор и расчет средств комплексной механизации очистного забоя

 НW - удельные энергозатраты на выемку полезного ископаемого,   кВт∙ч/т;

Ар - сопротивляемость угля резанию; (согласно задания).

 

Удельные  энергозатраты  зависят  от сопротивляемости угля резанию.

Для шнековых   исполнительных  органов можно принимать:

НW = 0,3

1,2 кВт∙ч/т,       при Ар = 80 360 Н/мм.

Большим значениям  АР   соответствуют большие значения   НW.

При заданной   Ар   = 220 Н/мм, принимаем  удельные энергозатраты на выемку полезного ископаемого НW   = 0,8 кВт.

 

Для  электродвигателя   серии ЭДКО можно принимать значения:

                                 (15)

для электродвигателя серии    ЭКВ, ЭКВЖ   значения:

  

                                 (16)

где:

 N – суммарная мощность электродвигателей привода исполнительных    органов комбайна, кВт; /1,с.28/ 

 

Из  технической характеристики узкозахватного очистного комбайна  КШ3М,   /1,с.28/  принимаем:

  тип электродвигателя – ЭДКО;

 мощность электродвигателей привода исполнительных  органов, 290 кВт;  

NУСТ =  0,9 · 290 = 261 кВт;

Подставляем  численные  значения  и определяем теоретически возможную  производительность очистного комбайна: 

Далее   приводится проверка механизированной крепи по фактору проветривания:

                            (17)

где :

S -  площадь  сечения  для  прохода  воздуха, м2 (см. ф.11);

QТ  – теоретическая производительность комбайна, т/мин  (см.ф.14);

 q   – относительная метанообильность разрабатываемого пласта, м3/т; (согласно задания)

 kВП - коэффициент, учитывающий движение воздуха по выработанному пространству,  kВП =1…1,5;  (принимаем   kВП =1,0);

  n – коэффициент дегазации пласта, принимается:

при проведении дегазационных мероприятий в забое n = 0,5;

без проведения дегазационных мероприятий в забое n = 1;

VВ  - максимально допустимая скорость движения воздуха в лаве, (по  ПБ  скорость VВ = 4 м/с);

 с – допустимая концентрация метана в исходящей струе,

с = 1%.

Подставляем  численные  значения  и определяем площадь  сечения  для  прохода  воздуха:

6.4  >  4.1; условие соблюдается.

Согласовываем  скорость   подачи очистного комбайна   со скоростью     крепления забоя:

            VПТ   < VКР;                            (18)

где:

 VПТ - теоретически возможная скорость подачи комбайна, м/мин;

  VКР   - скорость крепления забоя, м/мин.

 

Сначала определяется теоретически возможная скорость подачи комбайна:

     

                    (19)

где:

 QТ - теоретическая производительность комбайна, т/мин (см.ф.14);

  В – ширина захвата исполнительного органа комбайна,м; /1,с.26/ 

m – вынимаемая мощность пласта, м (см.п.1.1);

γ- плотность угля, т/м3; (согласно задания)

Скорость крепления очистного забоя определяется из выражения:

   

                      (20)

где VКР -  скорость крепления забоя,м2/мин; /1,с.26/ 

2.1 < 5,0,   условие соблюдается (см.ф.18).

Проверка производительности забойного конвейера производиться  по формуле:

  

                            (21)

где:

 QК - производительность забойного конвейера по его технической     производительности, т/мин; /1,с.29/ 

 QТ - теоретическая производительность комбайна, т/мин (см.ф. 14);

Qк = 1.3 х5,4 =7,02 т/мин;

Проверка забойного конвейера СП301 с производительностью  16,4 т/мин; (см.п.2.3):

условие  16,4  ≥  7,02, что   соответствует   выбранным   параметрам.       

 

2.5  Технические характеристики оборудования

 

 Выбираем  технические характеристики механизированного комплекса  и входящего в него оборудования:

 

Механизированный комплекс КМК 700

 

Мощность пласта, м.	1,5-2,6
Угол падения пласта, град	0-30
Кровля пласта	любая
Длина очистного забоя, м	до 200
Сопротивление крепи, кН
-  на 1 м2 поддерживаемой кровли	900-1000
-  на 1 м очистного забоя	2000
Скорость передвижки секций крепи, м/мин	5,0
Рабочее сопротивление стойки, кН	1260
Шаг передвижки секций крепи, м	0,8
Шаг установки секций, м.	1.5
Коэффициент затяжки кровли	0,9
Проходное сечение для воздуха, м2	2,5-5,8
Основные размеры секций, мм
- длина.	3450
- ширина	1500
Масса секций, кг.	13700-16600

 

 

Узкозахватный очистной комбайн КШЗМ

 

Вынимаемая мощность, м.	1,8-3,3
Угол падения пласта, град	до 35
Исполнительный орган	шнековый
Диаметр по резцам, мм	1,8;     2,0
Ширина захвата, м.	0,63,  0,8
Тип механизма перемещения	электрический БСП
Скорость подачи, м/мин	0-8,0
Тяговое усилие, кН.	450
Мощность электродвигателей, кВт.	290
Напряжение, В.	1140
Габариты, мм
- длина.	9620
- ширина по корпусу.	990
-  высота от почвы	1550
Масса, т	30,41

 

 

Передвижной скребковый конвейер СП301

 

Угол падения, град	до 35
Произбодительность, т/мин	7,0-10,0
Длина  в  поставке, м.	до 200
Калибр скребковой   цепи, мм.	18 x 64
Число цепей	2
Разрывное  усилие цепи, кН.	430
Скорость движения цепи, м/с.	1,4
Тип электродвигателя	23ДК0Ф4-У5
Мощность, кВт.	55,     110
Число.	2;  3
Напряжение, В	660/1140
Габариты, мм
- длина.	1900
- ширина.	1080
- высота.	214
Масса конвейера, т.	104-144

 

 

Скребковый перегружатель ПСП -26

 

Производительность, т/мин.	12
Калибр скребковой цепи, мм.	26x92
Число цепей	2
Скорость движения цепи, м/с.	1,2
Тип электродвигателя.	ЗДК0ФВ-У5
Мощность, кВт	110
Число.	2
Напряжение, В	380/660
Габариты, мм
- длина.	1500
- ширина.	732
- высота.	260
Масса конвейера, т	24,5

 

.

Механизированная крепь сопряжения 0КСА-1У

 

Рабочее сопротивление крепи, кН.	4000
Сопротивление на 1 м поддерживаемой кровли, кН	376
Давление на почву, МПа.	1,4
Длина перекрытия, мм	7700
Масса, кг	19000

 

Насосная станция СНТ-32

 

Номинальная подача, л/мин	90
Номинальное давление, Мпа.	32
Количество насосов, шт	1;2
Суммарная мощность злектродвигателей, кВт	55+3
Напряжение, В	660
Тип двигателя насоса	АИУМ225М
Емкость бака,л	2000
Масса,кг	3350

 

 

 

 

 

 

 

2.6 Расчет скорости подачи очистного комбайна

 

Скорость подачи очистного комбайна определяется по четырем ограничивающим факторам: мощности двигателя комбайна, вылету резца, газовому фактору и производительности забойного конвейера.

 

2.6.1 Определение скорости подачи по мощности

        двигателя привода исполнительного органа

 

Скорость подачи определяется по формуле:

               (22)

где:

 m mах - максимальная мощность пласта, м (см.задание)

 NУСТ - суммарная устойчивая мощность привода

исполнительного органа двигателя комбайна, кВт; (приложение3)

НW - удельные энергозатраты на выемку полезного

ископаемого, кВт∙ч/т;

γ – плотность угля, т/м 3; (согласно задания)

 

 Удельные энергозатраты зависят от сопротивляемости угля

 резанию  и могут быть рассчитаны по эмпирической формуле:

     (23)

Средневзвешенное значение сопротивляемости пласта резанию определяем по формуле:

       (24)

 

где:

m – средняя мощность пласта, м (см.п.1.1);

mПР    - мощность  прослойков, м; (согласно задания)

 Ар - сопротивляемость угля резанию, кН / м; (согласно задания)

 Апр  - сопротивляемость прослойков резанию, кН/ м; (см.задание.)

А р.ф - сопротивляемость пласта резанию непосредственно в данном забое (см.ф.25)

 

Сопротивляемость пласта резанию, принимаемая в дальнейших расчетах определяется по формуле:

                                 (25)

где:

 КОТ.ф - коэффициент отжима угля, замеренный непосредственно в данном забое (принимаем 0,75);      

 КОТ - коэффициент, учитывающий влияние отжима угля в зоне работы исполнительного органа:

                              (26)

где :

 К'ОТ - значение коэффициента отжима угля  на кромке забоя;

 с и d  –  числовые  коэффициенты,  зависящие от свойств пласта;

m mах - максимальная мощность пласта, м (см.задание);

В – ширина захвата исполнительного органа комбайна, м; /1,с.28/

 

Значение коэффициента отжима угля  на кромке забоя для вязких углей принимаем:

К'ОТ = 0,48 ;   с = 0,1 ;   d = 1,0 ; /1,с.18/

Подставив  числовые значения, определим коэффициент, учитывающий влияние отжима угля:

Подставив  числовые значения, определим  сопротивляемость пласта резанию:

Подставив  числовые значения (см.ф.23), определим удельные энергозатраты :

Подставим  численные   значения  в  формулу (22),  получим скорость подачи привода исполнительного органа:

 

 

 2.6.2  Определение скорости подачи комбайна по

вылету резца

 

Выбираем  тип режущего инструмента в соответствии с технической характеристикой выемочной машины или типоразмерным рядом резцов:

                              (27)

где:

  ℓр- радиальный вылет резца, см (см.ф. 29);

  kℓ - коэффициент вылета резца;

  n – частота вращения исполнительного органа, об/мин; 

(см.ф. 28);

       z – число резцов в линии резания (принимаем  z =3).

 

Частота вращения исполнительного органа выбирается по технической характеристике комбайна или определяется по формуле:

                                 (28)

 

где:

 VР - скорость резания, м/с;  /1,с.28/

  D – диаметр шнека, м;  /1,с.28/

Подставим  численные   значения  в  формулу (28)  получим:

 

 

Коэффициент вылета резца, принимается равным:

для радиальных  резцов  шнековых исполнительных органов

;

для тангенциальных  резцов шнековых  исполнительных органов

.

Радиальный вылет резца:

        

                            (29)

где:

  ℓК - конструктивный вылет резца, см;

       θ - угол  установки резца к поверхности  резания, град;

 

Угол установки резца к поверхности резания:

для радиальных резцов угол установки резца к поверхности резания θ = 90о;

для тангенциальных   резцов угол установки резца к поверхности резания θ = 45÷53о;

 

  По  типоразмерному  ряду  параметров резцов,  выбираем  резец  РО 80 с  конструктивным вылетом ℓК ,  равный 8  см /1,с.30/.

Подставим  численные   значения  в  формулу (29)  получим радиальный вылет резца:

ℓр  = ℓК sin 90 о = 8,0 см;

Определим скорость подачи комбайна по вылету резца, подставим  численные   значения  в  формулу (27)  получим:

 

 

 

 

 

2.6.3  Определение скорости подачи комбайна по газовому фактору

 

Скорость подачи комбайна по газовому фактору

 определяется  по формуле:

                     (30)

где:

   с = 1% - допустимая концентрация метана в исходящей струе;

  Vв - максимально допустимая скорость движения воздуха принимаем  по ПБ  4 м/с;

q - относительная метанообильность пласта, м3/т;  (согласно задания) 

 В  - ширина захвата, м; /1,с.28/

 γ - плотность угля, т/м3; (согласно задания) 

QТ  - теоретически возможная производительность комбайна, т/ч; (см. ф. 14)

kВП - коэффициент, учитывающий движение воздуха по выработанному пространству (принимаем   kВП =1,0);