Выбор и расчет средств комплексной механизации очистного забоя

  n – коэффициент дегазации пласта, принимается:

без проведения дегазационных мероприятий в забое n = 1;

 S – площадь сечения рабочего пространства под крепью, она выбирается из  технической характеристики /1,с.26/ :

 для  крепи 1КМ700 площадь сечения рабочего пространства равняется  6,5 м2, а для  крепи 2КМ700 равняется 8м2,  и должна удовлетворять условию:

8,0 =8,1;   условие  выполняется.

 

Подставив  численные  значения  в  формулу  (30), определим скорость подачи комбайна по газовому фактору:

 

3.6.4 Определение скорости  подачи комбайна по производительности конвейера

 

Скорость подачи определяется по формуле:

                                 (31)

где :

 QК-максимальная производительность  конвейера, т/мин; /1,с.29/

  m mах - максимальная мощность пласта, м; (согласно задания) 

  В  - ширина захвата комбайна, м; /1,с.28/

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

Подставим численные значения в формулу (31) получим :

 

Наименьшая из рассчитанных скоростей подачи комбайна принимается для дальнейших расчетов.

 При  этом принятая скорость подачи комбайна не должна быть более теоретически возможной скорости  подачи комбайна:

скорость подачи комбайна по мощности двигателя исполнительного органа:

VП =2,8 м/мин (см.ф.22).

скорость подачи комбайна по вылету резца:

Vп =4,8 м/мин (см.ф.27).

скорость подачи комбайна по газовому фактору:

Vп = 2,0 м/мин (см.ф. 30)

скорость   подачи   комбайна   по   производительности       конвейера:

Vп  = 5,86 м/мин (см.ф. 31)

Для дальнейших расчетов необходимо принять наименьшую скорость из рассчитанных.  

 В нашем случае она ограничена газовым фактором и составляет V=2,0 м/мин.

Однако такая скорость сдерживает потенциальные возможности комбайна. Поэтому для увеличения скорости проведем дегазацию  пласта.

С учетом дегазационных мероприятий принимаем коэффициент дегазации  равным 0,3.

Вернёмся к условию выражения формулы (30) и  определим скорость подачи комбайна по газовому фактору:

                

Для дальнейших расчетов принимаем скорость подачи комбайна: 

 Vп = 6,6  м/мин.

 

3.7  Расчет производительности  очистного комбайна

 

В этом разделе производится расчет теоретической, технической и эксплуатационной производительности очистного комбайна.

 

3.7.1  Теоретическая производительность

 

Теоретическая производительность – это количество полезного ископаемого, добываемого в единицу времени при непрерывной работе выемочной машины с рабочими параметрами, максимально возможными в заданных условиях эксплуатации.

                      (32)

где:

Q тех  - теоретическая производительность, т/ч;

mСР  - средняя мощность пласта, м; (см.п.1.1)

В  - ширина захвата, м; /1,с.28/

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

VП - скорость подачи комбайна, м/мин; (6,6  м/мин)

 

3.7.2 Техническая производительность

 

Техническая производительность – максимально возможная среднечасовая производительность при работе в конкретных условиях эксплуатации.

Она определяется с учетом простоев, присущих конструкциям

комплекса (затраты времени на маневровые операции, концевые операции, на устранение отказав).

Всегда      Q тех < Qтеор

(33)

где:

Q теор -  теоретическая производительность очистного комбайна, т/ч; (см.ф.32)

Q тех  - техническая производительность очистного комбайна, т/ч;

kтех - коэффициент технически возможной непрерывности

 работы выемочной машины:

(34)   

где:

 kГ  - коэффициент готовности комбайна, принимаем:

  для   комбайна    КШЗМ  -   kГ = 0,8; /1,с.21/

       ТМ.О - время на маневровые операции,  принимаем:

ТМ.О  = 20 мин; /1,с.21/

        ТК.О - время на концевые операции,  принимаем:

ТК.О  = 30 мин; /1,с.21/

       ТЗ.И - время на замену режущего инструмента, мин:

где:

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

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

zу - удельный расход резцов, принимаем:    

при ƒ 2,0              zу = 0,1 – 0,25 шт / т; /1,с.21/

  ƒ – крепость угля;   (см.п.1.1)

  tЗР = время на замену или перестановку одного резца, при

 быстродействующем креплении равно 0,5 мин, при стопорном –

2 – 3 мин;

 Lл - длина лавы, м; (согласно  задания).

 

мин

Подставляем  численные  значения  в  формулу (34),  и  определяем  коэффициент технически возможной непрерывности работы выемочной машины:

Подставим численные  значения в формулу (33), определим  техническую  производительность выемочной машины:

Q тех = 1020,1х0,2=204,02 т/ч;

Условие    204,02 < 1020,1,  выполняется.

 

3.7.3  Эксплуатационная  производительность

 

Эксплуатационная производительность – это производительность с учетом простоев по организационным причинам и простоев, связанных с устранением технических неполадок, не зависящих от конструкции комплекса.

                                  (35)

  где:

QЭ - эксплуатационная производительность, т/ч;

Q теор -  теоретическая производительность очистного комбайна, т/ч; (см.ф.32)

 kМ - коэффициент машинного времени:

           (36)

где :

ТМ.О - время на маневровые операции,  принимаем:

ТМ.О  = 20 мин; /1,с.21/

      ТК.О - время на концевые операции,  принимаем:

ТК.О  = 30 мин; /1,с.21/

ТЗ.И - время на замену режущего инструмента, мин; (см.п.п.3.7.2)

ТЭ.О - время устранения эксплуатационных неполадок комбайна, не связанных непосредственно с работой комбайна, ориентировочно принимается:

ТЭ.О = 25 – 30 мин.

Подставляем  численные  значения  в  формулу (36),  и  определим  коэффициент машинного времени:

Подставим численные  значения в формулу (35), определим  Эксплуатационную  производительность выемочной машины:

QЭ = 1020,1х0,15=153,02 т/ч =2,6 т/мин;

 

3.7.4 Определение суточной нагрузки на очистной забой

 

Суточная нагрузка на очистной забой составит:

                                     Qсут = QЭ х Тсм х псм , т 

где:

 Qсут - суточная нагрузка на очистной забой, т;

 Тсм   - продолжительность  смены, принимаем 6 час;

  псм     -  число смен по добыче (псм = 3).

Qсут = 153,02 х 6 х 3 = 2754,36 т;

Вернемся к формуле (17) и проверим механизированную  крепь по  фактору проветривания, подставив в формулу(17) вместо  теоретической производительности комбайна QТ, эксплуатационную производительность QЭ  :

                           

где :

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

QЭ – Эксплуатационную  производительность комбайна, т/мин  (см.п.п.3.7.3);

 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(0,3);

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:

Расчетная площадь  проходного сечения    воздуха для крепи

6,4 (см.ф.11) >  3,9;

Вывод:   условие соблюдается  и  с  учетом дегазации  и эксплуатационной  производительности.

 

2.8 Комплекс  мероприятий  по  подавлению  пыли

 

В современных угольных шахтах полностью механизированные процессы добычи и транспортирования угля, как правило, сопровождаются значительным измельчением полезного ископаемого и интенсивным пылеобразованием. Запыленность воздуха в очистных забоях при работе выемочных комбайнов без средств  пылеподавления может доходить до 6000 мг/м3. В этих условиях ни один из известных способов борьбы с пылью не может в отдельности обеспечить снижения запыленности воздуха до предельно допустимых концентраций. Поэтому эффективная борьба с пылью возможна только при комплексном использовании различных средств и способов обеспыливания.

Согласно Правилам безопасности, на каждой шахте должен осуществляться проект комплексного обеспыливания, составленный в соответствии с Руководством по борьбе с пылью в угольных шахтах и утвержденный главным инженером шахты.

В комплекс противопылевых мероприятий, осуществляемых в очистных забоях, входят предварительное увлажнение угольного массива нагнетанием воды через шпуры или скважины, проветривание с оптимальной по пылевому фактору скоростью движения воздуха в забое, орошение или пневмогидроорошение (при наличии на участке сжатого воздуха}, пылеулавливание (при мощности пласта свыше 1,6 м), очистка от пыли входящих в очистной забой и свыше 1,6 м), очистка от пыли входящих в очистной забой и исходящих воздушных струй.

В  настоящем курсовом проекте предусматривается увлажнение  угольного массива нагнетанием воды через шпуры, проветривание  с оптимальной по пылевому фактору скоростью движения воздуха в забое    и орошение    водой мест интенсивного пылеобразования.

Предварительное увлажнение угольного пласта является одним из наиболее эффективных способов борьбы с пылью, оно позволяет снизить пылеобразование на 50—90%.

Сущность рассматриваемого способа заключается в том, что в угольный массив нагнетается по скважинам вода, которая, проникая по трещинам, смачивает уголь и находящуюся в трещинах пыль. Благодаря этому пыль при выемке угля не переходит во взвешенное состояние. Нагнетание воды может производиться через скважины, пробуренные из подготовительной выработки, через короткие скважины, пробуренные из лавы, и через шпуры.

Орошение водой является одним из основных средств пылеподавления при зарубке и отбойке угля, при погрузке и транспортировании отбитой горной массы, при взрывных работах и т. п. При орошении происходит увлажнение и связывание отложившейся или находящейся в горной массе пыли, а также улавливание и осаждение взвешенной пыли водяными каплями.

Для распыления воды применяются оросители различных типов:  насадки,   дающие   компактную    струю,    и   форсунки   зонтичные (форма  факела распыленной воды — полый конус),   конусные (форма факела сплошной   конус)   и   плоскоструйные    (форма   факела  плоский веер).

Эффективность орошения зависит от удельного расхода жидкости, дисперсности капель, относительной скорости движения взвешенных пылевых частиц и водяных капель, смачиваемости пыли, равномерности орошения и др.

В настоящее время все выемочные и проходческие машины комплектуются оросительными устройствами на заводе-изготовителе.

Правилами безопасности запрещается работа оборудования без действующих   средств   пылеподавления    и    при осутствии блокировки,    препятствующей   пуску   этого  оборудования   при    

 неработающих средствах пылеподавления.

Орошение при работе добычных комбайнов производится путем подачи воды непосредственно в место разрушения угля и равномерного ее распределения по всему фронту разрушения.

Для орошения мест погрузки и транспортирования угля конвейерами обычно применяют зонтичные форсунки.

Расход воды зависит от влажности угля и для сухих углей составляет до 25 л на 1т.

 

2.9 Правила безопасности  при проведении работ в лаве

 

Все операции по транспортировке узлов, деталей, монтажу и демонтажу  комплексов должны осуществляться рабочими, прошедшими специальное обучение, под руководством лиц надзора. Перед началом работ рабочие обязаны ознакомиться с Проектом организации работ и безопасными методами ведения работ.

Транспортные и погрузочно-разгрузочные средства должны быть исправными и осматриваться надзором в каждом случае перед их применением.

Тяговые канаты не должны иметь узлов, оборванных проволок более 10 % на шаге свивки.

Блок в обойме должен крепиться валиком, имеющим запорное устройство, предотвращающее его выпадание. Верхняки рам, к которым подвешивают подъёмное приспособление и блочки, должны надежно расклиниваться и усиливаться стойками.

Запрещается подвешивать подъёмные приспособления к камерным рамам сопряжений.

Рельсовый путь в местах погрузочно-разгрузочных работ должен бать прямолинейным и иметь горизонтальный профиль. Платформы с оборудованием должны надежно затормаживаться башмаками, барьерами.

Под буферы необходимо подкладывать деревянные брусья во избежание опрокидывания платформы.

При доставке оборудования волоком стопки крепи должны обшиваться досками во избежание их выдавливания.

При погрузке оборудования в клеть рабочие должны следить, чтобы оно было правильно установлено, надежно закреплено и не выступало за габариты клети.                                                        

При разгрузке оборудования необходимо соблюдать осторожность во избежание травм людей и повреждения механизмов, кабелей и другого оборудования, расположенного в выработке.

Действия лебедчика и стропальщика должны быть четкими и согласованными.  Отцеплять стропы можно только тогда, когда груз уложен  на место и находиться в устойчивом положении.

Запрещается разгружать элементы комплекса опрокидыванием платформ или вагонов. При погрузочно-разгрузочных работах запрещается оттягивать груз вручную. Для этой цели должны использоваться специальные крюки или канатные оттяжки.

Все открытые движущиеся части подьёмно-транспортного оборудования должны быть снабжены ограждениями.

Лебедки, предназначенные для спуска и подъёма грузов по наклонным выработкам, должны кметь два независимых друг от друга тормоза.