Выбор и расчет средств комплексной механизации очистного забоя

Содержание

 

Введение

5

1

   Горная часть

7

1.1

Горно-геологическая характеристика пласта     

7

1.2

Анализ заданных горно-геологических условий

месторождения и выбор системы разработки данного пласта

8

1.3

Выбор средств механизации очистных работ

9

2

    Расчет средств комплексной механизации

очистного забоя

11

2.1

Выбор типа и расчет механизированной крепи

11

2.1.1

Проверка крепи на несущую способность

11

2.1.2

Проверка крепи на возможность ее работы в условиях            опускания кровли

12

2.1.3

Расчет количества секций в лаве

15

2.2

Выбор выемочной машины

15

2.3

Выбор забойного конвейера

16

2.4

Увязка конструктивных и режимных параметров

  функциональных  машин

16

2.5

Технические   характеристики   оборудования

20

2.6

Расчет  скорости  подачи  очистного  комбайна

23

2.6.1

Определение скорости подачи по мощности двигателя привода  исполнительного органа

23

2.6.2

Определение скорости подачи комбайна по вылету резца

25

2.6.3

Определение скорости подачи комбайна по газовому  фактору

26

2.6.4

Определение скорости подачи комбайна по

  производительности   конвейера

27

2.7

Расчет производительности очистного комбайна

29

2.7.1

Теоретическая производительность

29

2.7.2

Техническая производительность

29

2.7.3

Эксплуатационная   производительность

31


 

 

2.7.4

Определение суточной нагрузки на очистной забой

32

2.8

Комплекс  мероприятий  по  подавлению  пыли

33

2.9

Правила безопасности при проведении работ в лаве

35

2.10

Основные технологические операции при монтаже очистных       комбайнов

36

Заключение

40

Приложение 1  Схема  очистного  забоя

41

      Приложение 2  Схема  монтажа комбайна КШЗМ

42

Список литературы

43

Графическая часть:   Лист1.  Средства механизации

 очистных работ

  

 

   

 

 

 

 

 

   

 

 
   
   
   
   

               Введение

Технический прогресс в угольной отрасли при подземном способе добычи осуществляется на основе широкого внедрения прогрессивной технологии и расширения комплексной механизации очистных и подготовительных работ.

Актуальность темы повышения эффективности работы    с целью обеспечения успешного решения задач управления надежностью горно-шахтного оборудования  (ГШО)  определяется действием целого комплекса факторов и тенденций, среди которых следует выделить   снижение уровня безопасности и эффективности   работы ГШО.

Целью  курсового  проекта  является   выбор  и расчет средств комплексной механизации очистного забоя.

Специфика  условий  и  режимов   эксплуатации горно-шахтного  оборудования,  предназначенного     для  добычи полезных    ископаемых,  проведения  горных  выработок,  обуславливается   стесненностью рабочего пространства, изменчивостью физико-механических свойств разрабатываемых и вмещающих  пород,  непостоянством  рабочего места  при  постоянном перемещении машин в забое, запыленностью атмосферы  и химической активностью шахтных вод,  сложностью проведения работ по техническому обслуживанию  и ремонту (ТОР), монтажу и демонтажу оборудования и др.  

Поэтому   к  ГШО предъявляются достаточно высокие и жесткие требования по безопасности и санитарно-гигиеническим условиям труда, эффективности  выполнения  всех  рабочих  функций  при  устранении  тяжелого физического труда, трудоемкости   монтажно-демонтажных работ  и  работ по ТОР.

  Основные факторы, напрямую  влияющие на эффективность работы, и соответственно, экономическое благополучие российских горно-добывающих предприятий, это непрерывное старение парка горно-шахтного оборудования (ГШО).

Одним  из  главных  мероприятий  является  замена очистных и проходческих комбайнов,  лавных  конвейеров  на  более совершенную  технику  с  большим  ресурсом и запасом прочности.

 Эффективность  эксплуатации ГШО   обеспечивается также требованиями по  его надежности, производительности  (теоретической, технической и эксплуатационной),  степени  совершентва схемы его работы, энерговооруженности, технологичности,    универсальности, унификации, стандартизации, ремонтопригодности и др.

Поэтому при выборе показателей эффективной и  безопасной эксплуатации того или иного вида оборудования необходимо стремиться к минимизации их количества при необходимом и достаточном уровне каждого показателя.

Задачи  обеспечения надежной, эффективной  и безопасной работы оборудования в процессе эксплуатации по назначению требует решения двух главных задач:

- выбор  рациональных  режимных параметров в конкретных условиях эксплуатации;

- разработку оптимальной  стратегии системы  технического обслуживания и  ремонта, обеспечивающей  поддержание  в процессе эксплуатации  заданного  уровня  основных  показателей.

Задачей    курсового проекта является  приобретение навыков работы с технической литературой и документацией, умений самостоятельно принимать технические  решения.

В  курсовом  проекте  объектом  исследования  является организация работ в очистном забое.

  Проблема  увеличения  объема  добычи угля  традиционно решается  за  счет повышения  мощности  очистных и проходческих комплексов    и  предметом  исследования  в  курсовом  проекте   являются выбор и  расчет  средств комплексной механизации очистного забоя.

Структура курсового проекта состоит из введения, горной части, расчета средств комплексной механизации очистного забоя,  заключения, приложения и графической части.

На   угольных  шахтах  России имеется значительный опыт  организационной работы по достижению высокой среднесуточной   добычи угля.  Это становится возможным при одновременном   выполнении комплекса  инженерно-технических  и  организационных мер, которые включают применение прогрессивных технологических  схем  подготовки  выемочных блоков и участков,  вентиляции, транспортных коммуникаций, а  также  высокий уровень подготовки рабочих и инженерных кадров, повышение их профессионализма, трудовой  и технологической   дисциплины, сводящих  до  минимума   возможность возникновения  несчастных   случаев.

 

1  Горная часть

1.1   Горно-геологическая характеристика пласта

 

Пласт имеет простое строение, местами разделен глинистыми прослойками мощностью 0,1 м. Мощность пласта колеблется в пределах от 2,1 до 2,5 метра, и в среднем составляет 2,3 метра. Залегание пласта волнистое,  угол падения 16°.

Крепость угля составляет f 0,9-1,1 по шкале профессора Про-тодъяконова.

Непосредственно над пластом залегает пачка крупнозернистых, трещиноватых алевролитов мощностью  0.1-0.3 метра, обрушающаяся вслед за выемкой угля - ложная кровля, представленная углистым аргиллитом и углистым алевролитом.

Непосредственная кровля представлена в основном алевролитами и песчаниками.

Временное сопротивление сжатию алевролитов 200 кг/см2 с пористостью 0,87%, песчаников – 620  кг/см2 с пористостью 2,4%.

Кровля весьма неустойчивая, площадь обнажения 5-10 м2, время обнажения до 20 минут.  

Выше ложной кровли залегают мелкозернистые, трещиноватые песчаники крепостью f = 4-7, мощностью 1-2 метра - непосредственная кровля. 

Класс   кровли   по  классификации  управляемости   2.2.2,   среднеуправляемая,  среднеустойчивая,  средняя.

В нарушенных и обводненных зонах кровля крайне неустойчивая, площадь обнажения 5 м2 ,  время обнажения до 5 минут.

Основная кровля представлена мелкозернистыми, трещиноватыми песчаниками крепостью f = 4-7, мощностью 3-4 метра.

 Почва пласта представлена  мелкозернистыми песчаникам, местами крупнозернистыми алевролитами крепостью f = 4-7.

Пласт обводнен, приток воды до 5-10 м3/час. 

Пласт является склонным к самовозгоранию, опасным по пыли, угрожаемым по горным ударам с глубины 150 м и выбросоопасным с глубины 300 м от дневной поверхности.

 

 

 

1.2 Анализ заданных горно-геологических условий 
месторождения  и  выбор  системы    разработки

       данного   пласта

 

Система разработки, это  определенный, увязанный в пространстве и до времени порядок ведения очистных и подготовительных работ в пределах выемочного участка.

 

Основными факторами, влияющими на выбор системы разработки являются:

- форма залегания угольного пласта;

- строение угольного пласта;

 -  свойства угля;

- свойства вмещающих пород;

- газоносность угольного пласта;

-  водоносность угольного пласта;

-  склонность пластов к внезапным выбросам угля и газа;

- к горным ударам, склонность угля к самовозгоранию;

- глубина разработки;

- способы и средства механизации производственных процессов в очистных и подготовительных забоях.

 

К основным параметрам, характеризующим систему разработки, относят длину очистного забоя, длину выемочного столба и

нагрузку на очистной забой.

В настоящем курсовом проекте принимаем систему разработки длинными столбами по простиранию.

Подготовку столбов осуществляем по безцеликовой схеме проведением конвейерных штреков.

 Конвейерный штрек при отработке лавы сохраняется и повторно используется при отработке нижележащей лавы.

Порядок отработки столбов — нисходящий.

Длина очистного забоя – 125 м.

Длину столба по простиранию - 850 м.

 

 

 

1. 3 Выбор средств механизации очистных работ

 

При  выборе  средств  механизации очистных работ необходимо ориентироваться на комплексную механизацию и автоматизацию работ в очистном забое, предусматривая применение наиболее прогрессивных видов оборудования, обеспечивающих высокие технико-экономические показатели  при минимальной трудоемкости работ и обеспечении безопасности труда.

 Комплексная механизация горного производства — оснащение горных работ (по добыче полезных ископаемых, проведению выработок и т.п.) комплектами индивидуальных и комбинированных взаимосвязанных основными параметрами горных машин и механизмов.  

На выбор средств механизации влияют в основном горно-геологические условия залегания пласта.

Основной (базовой) частью механизированного комплекса является забойный конвейер, который расположен по всей длине лавы вдоль очистного забоя. По забойному конвейеру перемещается очистной комбайн, который производит выемку угля и осуществляет его погрузку на конвейер.

  Для управления кровлей  используется механизированная  крепь,   секции крепи устанавливаются  одна за другой вдоль всего  очистного забоя.  Все секции  крепи при помощи домкратов  передвижки крепятся к забойному  конвейеру. 

В настоящем  курсовом проекте для очистной выемки принимаем    механизированный комплекс КМК 700,  в состав которого входят:

    • механизированная крепь  КМ700;
    • очистной узкозахватный комбайн КШЗМ;
    • забойный конвейер СП301;
    • перегружатель ПСП-26;
    • крепи сопряжения 0КСА-1У;
    • насосные станции СНТ-32;
    • система пылеподавления; электрооборудование.

 

На основании выбора средств механизации очистных работ составлена схема очистного забоя (Приложение1)

 

 

2   Расчет средств комплексной механизации

   очистного забоя

 

2.1  Выбор типа и основы расчета механизированных

   крепей

 

Механизированная крепь — это горная машина, размещенная по всей длине очистного забоя, и состоящая из самопередвигающихся секций, механизирующих процессы — крепления очистной выработки, управления кровлей и передвижки на забой става забойного конвейера или базы комплекса (агрегата) вместе с выемочной машиной.

Механизированная крепь состоит из секций или комплектов (групп взаимосвязанных секций), насосной станции (одной или нескольких), распределительной и контрольно-регулирующей аппаратуры и гидрокоммуникаций.

Секция   механизированной крепи — самостоятельная структурная единица, способная на ограниченной длине очистного забоя, равной ширине секции, поддерживать призабойное пространство очистного забоя в рабочем и безопасном состоянии.

Основная функция механизированной крепи — создание сопротивления опусканию (обрушению) пород кровли в призабойное пространство.

Механизированная крепь, являясь одной из главных функциональных средств механизации выемки угля, одновременно в значительной мере влияет на выбор типа выемочной машины и забойного конвейера.

При выборе механизированной крепи  в первую очередь оценивают ее соответствие основным горно-геологическим условиям, мощности и углу падения пласта, его газоносности, физико-механическим свойствам боковых пород и горному давлению.

К механизированным крепям предъявляются следующие требования:  надежное обеспечение поддержания кровли в призабойном пространстве;  управление кровлей со стороны выработанного пространства очистного забоя; защита призабойного пространства от проникновения обрушенных пород;  механизированная передвижка

конвейера как вслед за подвиганием комбайна, так и одновременно по всей длине лавы; скорость передвижки крепи должна быть не менее скорости движения комбайна;  обеспечение свободного прохода для людей шириной не менее 0,7 м и высотой 0,4 м.

 

2.1.1 Проверка крепи  на несущую способность

 

Важнейшими параметрами механизированной крепи является ее сопротивление на единицу площади  поддерживаемой кровли  (кН/м2) и на 1м посадочного ряда  (кН/м). 

Проверка крепи на несущую способность сводится к сопоставлению расчетных нагрузок на крепь от действия пород непосредственной кровли (Q3 и R) с соответствующими рабочими сопротивлениями крепи (РД и РП),  взятыми из ее технической характеристики.

Рабочая нагрузка на  1м2 площади кровли пространства забоя определяется по формуле:

     Qз = h х VП ; кН/м2                    (1)

где: 

  h – мощность непосредственной кровли, м; (согласно задания)

 VП - объёмный вес пород непосредственной кровли, кН/м3

γп - плотность породы кровли, т/м3; (согласно задания)

 10 – переводной коэффициент в кН.

Объёмный вес пород непосредственной кровли:

VП = γп х 10 = 2,6 х 10 =26 кН/м3

Qз = 8 х 26 = 208 кН/м2

Нагрузка на 1 м посадочного ряда крепи определяется по формуле:                                

   

  (2)

где:

b – длина секции крепи по перекрытию, мм; (см.п. 2.5)

 r – шаг передвижки  секции, м;  (см. п. 2.5)

 

 

  

Для нормальной и безопасной работы крепи должны иметь место неравенства:

РД ≥  Q3 ;        РП  ≥  R                     (3)

где:

РД - сопротивление крепи на 1м2 поддерживаемого пространства, кН/м2;  (см.п. 2.5)

 РП  - сопротивление крепи на 1м посадочного ряда, кН/м; (см.п. 2.5)

РД ≥  Q3 ;              900 > 208;

РП  ≥  R ;              2000 > 464,38.

Полученное значение удовлетворяет данному требованию.

Механизированную крепь можно проверить по нагрузке на одну

секцию, подсчитываемую по формуле:

                                 (4)

где:

  b – длина секции крепи по перекрытию, мм; (см.п. 2.5)

  аС   - шаг установки крепи вдоль лавы, м; (см.п.2.5)

  γп - плотность породы кровли, т/м3; (согласно задания)

  h – мощность непосредственной кровли, м; (согласно задания)

Для нормальной и безопасной работы крепи, должно иметь место    неравенство:

РС ≥  QС ;   1260  > 1076,4;

где:

РС -  рабочее  сопротивление  стойки, кН; (см.п. 2.5)

Полученное значение удовлетворяет данному требованию.

 

2.1.2  Проверка крепи  на возможность ее работы в 

           условиях опускания кровли

 

Мощность пласта не является величиной постоянной,  она изменяется в пределах очистного забоя и по длине выемочного поля.

Проверяем   крепь  марки  1 КМ700  на возможность ее работы в условиях   опускання кровли   над передним   и   задним   рядами  гидростоек:

Hmin   ≤   mmin (1-α' ℓЗ) - θ, м             (5)

Hmах  ≥ m mах (1-α' ℓП), м                 (6)

где :

m min  - минимальная мощность пласта, м; (согласно задания)

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

     ℓП  - наименьшее расстояние от забоя до передней стойки, м;

ℓЗ - наибольшее расстояние от забоя до задней стойки, м;

α ' - коэффициент учитывающий класс кровли; /1,с.11/

θ   - запас  раздвижности  гидростоек на разгрузку, м; /1,с.11/

 

Для  II класса устойчивых пород (согласно задания),          

выбираем   коэффициент  α' = 0,025; /1,с.11/

Для    мощности пласта    > 1,2 метра  выбираем    запас  раздвижности  гидростоек      θ = 0,08 м;  /1,с.11/

В случае равенства необходимой и конструктивной высоты крепи, последняя будет работать  в  крайних  по  раздвижности положениях и при   случайных отклонениях режим работы крепи будет нарушен.

Предпочтение   следует   отдавать   типоразмеру  с  высотой  меньшей

Н min    и   большей      Н mах ;

Для двухрядных крепей:

ℓЗ = а + d + В, м;                                   (7)

ℓЗ = 2,5  + 0.27  + 0,8  =  3,57 м;

ℓП = с + d, м;                                           (8)

                                ℓП  = 2,5  + 0.27   = 2,77 м

где:

а – расстояние от  задней  гидростойки до  передней кромки козырька;  /1,с.26/

d – расстояние от забоя до передней кромки козырька, мм; /1,с.26/

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

 с – расстояние  от передней  гидростойки  до передней кромки козырька, мм; /1,с.26/

Для однорядных крепей:

      ℓЗ = а + d + В, м;                                        (9)

ℓЗ = 2.5  + 0.27  + 0,8  =  3.57 м;

     ℓП = а + d, м;                                             (10)

                               ℓП  = 2,5  + 0,27   = 2,77 м

где:

   ℓЗ - наибольшее расстояние от забоя  до  гидростойки, м;

   ℓП - наименьшее расстояние от забоя до гидростойки, м.

   а – расстояние от  передней кромки козырька до шарнирного

   соединения козырька с ограждением, м; /1,с.26/

   d – расстояние от забоя до передней кромки козырька, м;       /1,с.26/

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

 

       Площадь  сечения для прохода воздуха  для всех типов крепи, если она не приведена в технической характеристике, приблизительно определяется произведением значения  (а + b)   и средней

мощности вынимаемого пласта.

 

                   S = m х (a+d), м2;                               (11)

где:

 S- площадь  проходного  сечения воздуха, м2 /1,с.26/ 

m - мощность пласта, м; (см.п.1,1)

 

S = 2,3 х (2,5  + 0,27) = 6,4 м2

Из  технической  характеристики  крепи 1 КМ700  -  площадь  проходного  сечения  для  воздуха  S составляет 6,5 м2 ,что   соответствует  выполненному  расчету.

Высота  секций в положении сдвинутом  Н min   и  раздвинутом 

Н mах    приведены   в  технических  характеристиках  механизированных крепей, /1,с.26/   

         Н min    ≤  2,1 (1 – 0,025 х 3,57) – 0,08 = 2 м;

1,05  <  2.0;   условие  выполняется;

Н mах ≥ 2,5 (1- 0,025 х 2,77) = 2,3 м;

2,6  ≥ 2.3;  условие  выполняется;

 

На  основании выполненной   проверки крепи на возможность ее работы в условиях   опускания кровли  принимаем   для   установки  в  лаве     механизированную    крепь  1КМ700.

 

 

2.1.3  Расчет количества секций в лаве

 

Число установленных в лаве секций определяется по формуле:

                                (12)

где:

  L  – длина лавы по падению, м; (согласно задания)

  r У   - шаг установки секций, м; /1,с.26/ 

  n – количество крепей сопряжения, устанавливаемых на конвейерном и вентиляционном штреках, принимаем 2 шт.

 

Условия   применения механизированных комплексов  и  характеристики  механизированных   крепей приведены  в  технических  характеристиках  /1,с.26;28/ 

 

2.2   Выбор  выемочной машины

 

В каждом механизированном комплексе одного наименования могут применяться   несколько типов узкозахватных комбайнов, поэтому задача выбора выемочной машины сводится к анализу   соответствия конструкции и параметров этих машин условиям применения на данном угольном пласте.

Ширина  захвата  комбайна  должна  соответствовать шагу передвижки крепи.

Диаметр шнекового исполнительного органа очистного комбайна    D выбирается  по формуле:

                       

          (13)

где:

  m mах - максимальная мощность пласта, м.

Выбранный комбайн должен обеспечивать высокопроизводительную работу всего   комплекса.

В  качестве    выемочной  машины  принимаем: 

узкозахватный комбайн КШ3М; /1,с.24;26/ 

мощность  пласта вынимаемая комбайном 1,8 — 3,3 м;

диаметр шнека — 1,6 м;

 ширина захвата — 0,8 м.

 

2.3  Выбор забойного конвейера

 

При  выборе забойного  конвейера  необходимо  учитывать, что производительность конвейера должна быть не ниже  теоретической  производительности комбайна.

Длина конвейера должна соответствовать длине механизированного комплекса с учетом выхода на вентиляционный и конвейерный штреки.

По технической  характеристике  забойного конвейера принимаем:

 забойный конвейер СП301 с максимальной производительностью 16,4 т/мин. /1,с.29/ 

 

2.4  Увязка  конструктивных  и режимных 

       параметров функциональных машин

 

Правильный выбор конструктивных и режимных параметров функциональных машин комплекса в полной мере не обеспечивает их эффективной работы.

 Необходимо обеспечить увязку этих параметров.   Только в этом случае работа функциональных машин будет полностью согласована во времени и пространстве.

Целью увязки параметров функциональных машин является согласование теоретической производительности комбайна с учетом его возможной скорости подачи для конкретных горно-геологических условий, а также скорости крепления и производительности конвейера. 

Теоретическая производительность главной функциональной машины – выемочной, является основным критерием для увязки

параметров   функциональных машин.

Исходя из сопротивляемости угля резанию и удельных энергозатрат на выемку угля определяют теоретически возможную  производительность очистного комбайна:

     

                           (14)

где:

QТ  - теоретически возможная производительность комбайна, т/ч;

 NУСТ - устойчивая мощность электродвигателей комбайна, кВт;

 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);

Выбор и расчет средств комплексной механизации очистного забоя 📙 Курсовая → 🆔 58125

Выбор и расчет средств комплексной механизации очистного забоя 📙 Курсовая → 🆔 58125

Выбор и расчет средств комплексной механизации очистного забоя