Выбор механизации очистных работ

 

Забойный  конвейер DBT

Забойный  конвейер, производительностью 3000 тонн в час имеет три привода общей мощностью 1125 кВт., расположенных с завальной стороны на концевых секциях. Цепь конвейера диаметром 34 мм двухрядная,центральная (МЦ 200 мм), скорость перемещения цепи 1,3 м/сек.

Конструкцией конвейера предусмотрена боковая разгрузка на штрековый перегружатель. Рештачный став выполнен из профиля 4L-JOY/PF 280/1000-1756 шириной 1000мм, внутри канала литые сварные рештаки. Рештачный став стыкуется через гантельные соединители. Шаг расстановки скребков по рештачному ставу 0,756м (6 звеньев).

 

Таблица 5 - Техническая характеристика забойного конвейера DBT

 

Наименование  параметров	значение
Производительность, т/час	3000
Общая мощность, квт	1125
Диаметр цепи конвейера , мм	34
Скорость  перемещения цепи, м/сек	1,3

 

Дробилка

         Дробилка, производительностью 3000 т/час., с частотой вращения ротора 412 об/мин при установленной мощности привода 200 кВт. служит для измельчения кусков угля до определённых фракций. Максимальные размеры кусков : 150 мм (без прокладок); 200 мм (установка одной прокладки 50 мм); 250 мм ( установка двух прокладок по 50 мм); 300 мм (установка трёх прокладок по 50 мм). Дробилка используется с перегружателем Лонгволл ASL. Дробилка устанавливается на перегружателе с помощью соединительных гантель.  

Перегружатель

   Перегружатель балочный ASL, производительностью 3000 т/час., установленной мощностью 200 кВт. служит для  перегруза горной массы с лавного конвейера  на ленточный конвейер. Цепь конвейера диаметром 30 мм двухрядная,центральная (МЦ 375 мм), скорость перемещения цепи 1,56 м/сек. Соединение рештаков с помощью соединительных гантель.  

 

 

 

2. Проверка длины очистного забоя

Длина очистного забоя является одним из качественных показателей  подготовленных к выемке запасов угля и существенно влияет на технико-экономические показатели работы забоя. Как и в первом варианте необходимо подтвердить правильность предварительного выбора длины очистного забоя под очистное оборудование.

Определяем ориентировочную длину очистного забоя при односторонней выемке можно определить по формуле:

 

L_л = , м                                       (5)

 

где  Т_см – продолжительность смены, мин.;

            t_пз – время на подготовительно-заключительные операции в одну 
    добычную смену, мин.;

            t_к – время на выполнение концевых операций цикла,  мин.;

            N_ц – количество циклов в смену;

            К_к – коэффициент готовности комбайна, 0,9 – 0,95;

            V_вп – возможная скорость подача комбайна в зависимости от  
     энергозатрат на разрушение угля,  м/мин;

            V_м – маневренная скорость комбайна,  м/мин.;

             t_з – время на замену одного зубка, 0,6 – 0,85 мин.;

             F – площадь торца, вынимаемой полосы;

   Z – расход зубков на 1 м³ отбитого угля, 0,05 – 0,15 шт/м³;

   t_в – удельные затраты времени на вспомогательные операции,

 

F = m ∙ r, м²

 

F= 4,37 ∙ 0,8=3,49      м²,

 

L_л =

Можно говорить о том, что выбранная предварительная длина лавы (300 м) при проверке оказалась верной и допустимой по техническим возможностям комбайна.

Определяем длину очистного забоя,она должна быть проверена по газовому фактору:

L_л = , м,                                              (6)

 

Где      S_л – площадь сечения забоя при минимальной ширине призабойного пространства, м²;

            V_дв – допустимая по ПБ скорость движения воздуха по лаве, м/с;

            d – допустимая по ПБ концентрация метана, %;

            К_вп – коэффициент, учитывающий движение воздуха по  
           по выработанному пространству;

            n_ц – количество циклов в сутки;

            К_д – коэффициент естественной дегазации в период отсутствия 
           работ по выемке угля;

 

L_л =

 

В данном случае видно, что для функционирования лавы необходимы дополнительные мероприятия по дегазации и проветривания призабойного пространства.

Окончательно  принимаем расчетную длину лавы 300 м.

2. Крепление, управление кровлей в очистном забое

 

При выемке угля комбайном секции крепи  передвигаются вслед за движением  очистного комбайна.

Крепление сопряжения лавы с конвейерным штреком 5-6-18 осуществляется линейными секциями крепи с удлиненными козырьками, усиливается  по верхнему борту установкой лафета на стойки ГВКУ (13Т-25) с опережением линии очистного забоя не менее чем на 6м. По мере подвигания очистного забоя стойки переносятся вперед, лафет пропускается в завал.

По  нижнему борту лафет устанавливается  на деревянные стойки с опережением линии очистного забоя не менее чем на 6 м. 

В зонах  с неустойчивой, трещиноватой кровлей  производится дополнительное усиление путем установки сталеполимерных анкеров второго уровня длиной 2,6м или канатных анкеров длиной 4,5м и пробиваются подхваты из лафета под руд. стойки или гидравлические стойки СГПВ (см. графическую часть). Усиление крепления должно быть не менее 20м.

  В случае невозможности установки  анкеров разрабатываются дополнительные мероприятия по усилению крепления штрека.

В зонах  горно-геологических нарушений, где  высота выработки более 3,2м, для удержания пород кровли над перекрытием секции, производится возведение клетей из лафета или рудстойки, на подхваты из лафета. Подхваты подвешиваются к кровле на цепи от СР-70 и при подходе очистного забоя за 30 метров под них пробиваются руд.стойки Ø200мм.

При подходе очистного  забоя к данным зонам, а также к сопряжениям конвейерного штрека со сбойками и выходе из них, производится усиление крепления штрека не менее чем за 20 м.

Крепление сопряжения лавы с вентиляционным  штреком 5-6-18 осуществляется линейными секциями крепи с удлиненными козырьками.

На  вентиляционном штреке 5а-6-18 с опережением линии очистного забоя не менее чем на 6 м по верхнему и нижнему бортам устанавливается лафет на стойки ГВКУ  (13Т-25), По мере подвигания очистного забоя стойки ГВКУ (13Т-25) переносятся вперед, лафет пропускается в завал. 

В зонах с неустойчивой, трещиноватой кровлей производится дополнительное усиление путем установки сталеполимерных анкеров второго уровня длиной 2,6м или канатных анкеров длиной 4,5м и пробиваются подхваты из лафета под руд. стойки или гидравлические стойки СГПВ (см. графическую часть). Усиление крепления должно быть не менее 20м.

 В случае  невозможности установки анкеров  разрабатываются дополнительные мероприятия по усилению крепления штрека.

В зонах горно-геологических  нарушений, где высота выработки более 3,2м, для удержания пород кровли над перекрытием секции, производится возведение клетей из лафета или рудстойки, на подхваты из лафета. Подхваты подвешиваются к кровле на цепи от СР-70 и при подходе очистного забоя за 30 метров под них пробиваются руд.стойки Ø200мм.

При подходе очистного  забоя к данным зонам, а также  к сопряжениям вентиляционного штрека со сбойками и выходе из них, производится усиление крепления штрека не менее чем за 20 м.

Далее производим проверку механизированной крепи на прочность.

Минимальная и максимальная высота крепи определяется, исходя из  следующих выражений:

 

Н_min = M_min ∙ (1 – A ∙ L₁) – З_р,       м,                                            (7)

 

Н_max = M_max ∙ (1 – A ∙ L₂) – З_р,       м,                                           (8)

 

где Н_min и Н_мах – необходимая максимальная и минимальная  
    конструктивная высота крепи, м;

М_min и М_мах – минимальная и максимальная мощность пласта в  
    пределах выемочного столба;

А – коэффициент сближения боковых  пород; 

L₁,  L₂ – наибольшее и наименьшее расстояние стойки до забоя, м;

З_р – запас раздвижности  гидростойки на нагрузку,  м.

 

Н_min = 4,1 ∙ (1 – 0,04 ∙ 4,13) – 0,05 = 3,373        м,

 

Н_max = 5,2 ∙ (1 – 0,04 ∙ 4,13) – 0,05 =4,29             м,

 

Расчитываем нагрузку на 1 м² механизированной крепи производится по формуле:

 

Q = 10 ∙ h ∙ у,         кН/м²,                                                    (9)

 

где h – мощность непосредственной кровли, м;

γ – плотность породы кровли, т/м³;

10 – переводной коэффициент  в кН.

 

Q = 10 ∙ 30 ∙ 2,2=660       кН/м².

 

Для безопасной работы удельное сопротивление  на 1 м²  поддерживаемой площади должно быть выше расчетной нагрузки на 1 м² механизированной крепи.

 

Р=1200 кН/м² > Q =660 кН/м²

Расчитываем нагрузки на 1 секцию механизированной крепи производится по формуле:

 

Q = 10 ∙ b ∙ a ∙ h ∙ γ,      кН,                                                (10)

 

 

где b – длина секции крепи по перекрытию, м;

а – шаг установки секции, м.

 

Q = 10 ∙ 1.756 ∙ 4.184 ∙ 30 ∙ 1,2 = 2644,957      кН.

 

 

Для безопасной работы сопротивление 1 секции должно быть выше  расчетной нагрузки.

 

Р´ = 4900 кН > Q´ =2644,96 кН

 

Далее производим проверку крепи по допустимой скорости воздушной струи.

На  пластах с относительной газообильностью более 10 м³/т необходимо сделать проверку возможности принятого типа крепи, обеспечить необходимое по условиям проветривания проходное сечение рабочего пространства лавы. Для этого необходимо сопоставить фактическую площадь сечения ра

бочего  пространства данной крепи S_ф с полученным расчётным путём S_р.

 

При этом должно соблюдаться условие:

                                 (11) 

                                                      

  где S_р – расчётная площадь сечения рабочего пространства крепи, м².;

        S_ф – фактическая площадь сечения рабочего пространства крепи, м²

 

                                      (12)

 

 

 

где m – мощность вынимаемого слоя, м;

      r – ширина захвата комбайна, м;

      V_в.п. – возможная скорость подачи комбайна, м/мин;

      g_у – плотность угля, м³ /т

      К_д    – коэффициент естественной дегазации пласта;

      q_СН4 – относительная газообильность пласта, м³/т;

      V_д.max – максимально допустимая скорость движения воздуха в очистном забое, м/с;

      d – предельно допустимая концентрация метана в исходящей струе, м³/т;

      К_в.п.– коэффициент, учитывающий движение воздуха по выработанному пространству,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.4   Начало очистных работ

 

Вывод комплекса из монтажной камеры осуществляется при выполнении следующих работ:

- производят  выравнивание линейных секций  крепи с последующей передвижкой лавного конвейера;

- производят передвижку секций крепи до линии очистного забоя;

- извлекается  крепление забойной части монтажной  камеры.

Извлечение  элементов крепления в монтажной  камере производится под защитой  линейных секций крепи.

Не  допускается производить работы по выемке угля при наличии куполов в кровле выработки ( без их крепления по специальным мероприятиям).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Технология выемки угля в очистном забое

               1. Выемка угля в лаве производится комбайном  6LS3, который работает с рамы забойного конвейера и производит разрушение угля в массиве скалыванием его режущим органом (шнеком).  Выемка угля комбайном производится по односторонней схеме.

    В исходном положении комбайн  находится внизу лавы у конвейерного  штрека, нижний шнек его опущен  до почвы, верхний поднят до кровли пласта, на величину максимальной выемки. Забойный конвейер и секции крепи задвинуты. В таком положении комбайн поднимается на 20-25 м от конвейерного штрека, осуществляя зарубку косым заездом. Производится передвижка нижней части забойного конвейера, передвигается к забою нижняя приводная головка  с перегружателем и 15 м его става с плавным изгибом у комбайна  (в изгиб става конвейера вписывается в 7-8 линейных секций). Далее верхний шнек поднимается  до кровли пласта, нижний шнек опускается на величину максимальной выемки почвы и таком положении комбайн доходит до вентиляционного  штрека. Вслед за комбайном передвигаются секции крепи с отставанием от него не более чем на 5 секций.