Рациональная отработка пласта k5 в условиях ГХК шахта Краснолиманская
Qт=тв ( r ( ?у ( Vр,
где тв – вынимаемая мощность пласта, м; тв=1,3;
r – ширина захвата комбайна, м; r=0,63;
?у – плотность угля в массиве, т/м3; ?у=1,3;
Vр – рабочая скорость комбайна, определяю по формуле в метрах на
минуту
[pic],
Pуст - устойчивая мощность двигателей выемочной
машины, кВт; Pуст=200 [таблица №8];
Нw - удельные энергозатраты выемки угля, кВт(ч/т;
Нw=1,0 [5,рис.11].
[pic]
[pic]Qт=1,3(0,63(1,3(3,13=3,33
2.5.2.2 Определение сменной производительности комбайна
Сменную производительность комбайна определяю по формуле в тоннах на
смену
Qсм=60(Qт(kм(Tсм,
где kм – коэффициент машинного времени, характеризует
продолжительность работы комбайна по выемке угля
kм=0,47 [2, стр. 148];
Tсм - продолжительность смены по выемке угля, час; Tсм=6
Qсм=60(3,33(0,47(6=563,44
2.5.2.3 Определение комбайновой суточной нагрузки на очистной забой
Комбайновую суточную нагрузку на очистной забой определяю по формуле
в тоннах на сутки
Асут=Дсм(псм(kсу(kуп,
где Дсм - сменная нагрузка на забой по производительности
комбайна, определяю по формуле в тоннах на смену
Дсм=Qсм(Сиз,
Сиз –коэффициент извлечения угля в процессе выемки;
Сиз=0,95 [данные ш. Краснолиманская];
псм – число смен по добыче угля в сутки; псм=3;
ксу – коэффициент, учитывающий сложность условий выемки
(геологические нарушения, изменения мощности пласта и
т.д.); kсу=0,95 [5, стр.6];
kуп - коэффициент, учитывающий угол падения пласта; kуп=0,92[5,
стр.6].
Дсм=563,44(095=535,27
Асут=535,27(3(0,95(0,92=1403,48
2.5.2.4 Проверка максимальной суточной добычи по газовому фактору
В шахтах опасных по метану, чем больше добывается угля, тем больше
выделяется метана. По ПБ требуется, чтобы в исходящей струе участка было
метана не более 1%. Чтобы концентрация CH4 не поднималась, на практике
добавляют расход воздуха в лаву. При этом растет скорость воздуха в лаве.
Но по ПБ скорость воздуха в лаве не должна превышать 4 м/с. Исходя из этих
соображений определяется или проверяется, сколько угля можно добыть в сутки
по газовому фактору в лаве.
Максимально допустимая нагрузка на очистной забой определяется по
формуле в тоннах на смену
[pic],
где Ар - расчетная нагрузка на забой по технической способности
комбайна, т/сут; Ар=1403,48
Iуч - абсолютная газообильность участка, м3/т; Iуч=9,5;
Qр - максимальный расход воздуха для проветривания участка
определяется по формуле в метрах кубических на минуту
Qр=60(Sоч.min(Vmax(kо.з.
Sоч.min - минимальное поперечное сечение лавы, м2; Sоч.min=2,5
[5; таб.4];
Vmax - максимальная допустимая скорость воздуха в
лаве, м/с; Vmax=4[по ПБ];
kо.з - коэффициент, учитывающий утечку воздуха по
выработанному пространству призабойной части лавы;
kо.з=1,25 [5, таб.2];
С - допустимая концентрация метана в исходящей струе лавы;
С=1% [по ПБ];
С0 - концентрация метана в поступающей струе; С0=0,1 [данные ш.
Краснолиманская]
Qр=60(2,5(4(1,25=750
[pic]
Полученный результат Аmax меньше суточной добычи комбайна, поэтому к
дальнейшим расчетам принимаю Асут=1362,74 тонны.
2.5.3 Выбор средств доставки угля по лаве
Доставку угля по лаве предлагаю производить при помощи скребкового
конвейера. Из числа предлагаемых для эксплуатации в составе
механизированного комплекса МКД90 конвейеров [смотри таб. 7], выбираю
конвейер СПЦ163. Его технические характеристики привожу в таблице №9.
Проверку производительности конвейера произвожу методом расчета
производительности конвейера для данных условий и сравнения с паспортными
данными.
Производительность конвейера нахожу по формуле в тоннах на час
Qк= 60(Vр(r(mв(?у(Cиз(kр,
где kр – коэффициент резерва производительности;
kр=1,1(1,5 [5, стр.7]; принимаю kр=1,13;
Qк=60(3,13(0,63(1,3(1,3(0,95(1,13=214,65
Сравнивая полученное значение с паспортным, равным 400 т/час, прихожу
к выводу, что данный конвейер подходит к эксплуатации в данных условиях.
Таблица 9 – Техническая характеристика конвейера СПЦ163
|Параметры |Значение |
|Производительность, т/час |400 |
|Длина конвейера, м |220 |
|Электродвигатель | |
|мощность, кВт |110 |
|количество двигателей |2 |
|Скорость движения цепи, м/сек |1 |
|Длина рештака, мм |1500 |
|Шаг скребков, мм |920 |
2.5.4 Выбор способа управления кровлей
Управление кровлей – совокупность мероприятий по регулированию
проявлений горного давления в рабочем пространстве очистного забоя и
прилегающих к нему подготовительных выработок с целью обеспечения
безопасности и необходимых производственных условий. Эти мероприятия
сводятся к правильному выбору крепи горных выработок, предупреждению
массовых обрушений пород, горных ударов и внезапных выбросов угля и газа.
В зависимости от строения, свойства боковых пород, характера
проявления горного давления и осуществления мероприятий по регулированию
горного давления в угольных шахтах применяют шесть способов управления
горным давлением: полное обрушение, плавное опускание, частичная закладка,
частичное обрушение, удержание на кострах и полная закладка.
Наиболее распространенный способ управления кровлей – полное
обрушение. Этот способ является самым экономичным, отличается малой
трудоемкостью, высокой производительностью и позволяет полностью
механизировать работы по управлению кровлей.
Назначение способа – предупредить или ослабить интенсивное обрушение
основной кровли, уменьшить опускание толщи вышележащих пород путем
заполнения выработанного пространства разрушенными породами
непосредственной кровли.
Сущность способа в том, что по мере подвигания очистного забоя и
увеличения консоли непосредственной кровли производят ее периодическое
обрушение (посадку) за пределами призабойного пространства на величину шага
самопроизвольного обрушения непосредственной кровли. Величина шага зависит
от устойчивости пород и принимается кратной ширине вынимаемой в лаве полосы
угля (захвату комбайна).
Управление кровлей полным обрушением применяют в породах 1 и 2
классов по классификации ВУГИ; 1-3 классов – по классификации ДонУГИ, т.е.
когда в непосредственной кровле залегают породы, склонные к обрушению после
удаления крепи.
При применении деревянной крепи в лаве мощность легкообрушающихся
пород должна быть не менее 6-8-кратной мощности пласта (1 класс по
классификации ВУГИ). В этих условиях непосредственная кровля, обрушаясь,
разрыхляется и увеличивается в объеме в 1,15-1,3 раза, заполняет
выработанное пространство. Основная кровля прогибается без вторичных осадок
и опирается на обрушенные породы непосредственной кровли.
При применении металлической крепи, обладающей большей несущей
способностью, полное обрушение можно применять при мощности
непосредственной кровли меньше 6-8-кратной мощности пласта, а также в
породах средне- и труднообрушающихся при наличии вторичных осадок основной
кровли.
Для предупреждения обрушения не только основной, но и
непосредственной кровли, применяется способ управления кровлей частичной
закладкой.
Сущность способа состоит в том, что выработанное пространство
частично заполняется породой в виде полос, на которые опирается
непосредственная кровля. По мере уплотнения породы в полосах кровля
прогибается без обрушения вблизи призабойного пространства. Частичную
закладку применяют при пологом и наклонном залеганиях в породах 4 класса по
классификации ДонУГИ, т.е. когда в непосредственной кровле залегают мощные
монолитные и труднообрушающиеся породы или когда над пластом залегает
основная кровля при мощности пластов не более 1,5 м.
Управление кровлей частичным обрушением. Назначение способа – не
допустить интенсивных вторичных осадок основной кровли. Сущность способа в
том, что, как и при частичной закладке, выработанное пространство за
пределами призабойного частично заполняется породой в виде полос по
простиранию, в остальной части выработанного пространства непосредственная
кровля обрушается. Основная кровля при этом не обрушается, а опирается
через необрушенные участки непосредственной кровли на бутовые полосы.
Применяют частичное обрушение редко, в породах 2 класса по
классификации ВУГИ, когда в непосредственной кровле залегают
легкообрушающиеся породы мощностью менее 6-кратной мощности пласта угля при
деревянной крепи и менее 3-4-кратной мощности при индивидуальной
металлической крепи.
В породах 5 класса по классификации ДонУГИ, т.е. когда в
непосредственно над пластом залегают породы, способные плавно опускаться
без видимых нарушений или с местными нарушениями без потери связи между
отдельными частями кровли, при мощности пласта до 1-1,2 м и при наличии в
почве пучащих пород, применяют способ плавного опускания кровли.
Сущность способа состоит в том, что, применяя податливую призабойную
и специальную (ограждающую призабойное пространство) крепи, обеспечивают
плавный прогиб и опускание кровли на почву без нарушения ее сплошности.
Удержание пород на кострах применяют на тонких крутонаклонных и
крутых пластах в породах различных классов. Сущность способа состоит в том,
что по мере подвигания очистного забоя выкладываются деревянные костры.
Этот способ характеризуется высокой трудоемкостью и большим расходом
леса. Применение этого способа сокращается.
Учитывая, что в кровле пласта проектируемой лавы залегают породы,
склонные к обрушению, мощность непосредственной кровли 9,2 метра, что
более, чем в 6 раз превосходит мощность пласта, принимаю в проекте способ
управления кровлей – полное обрушение.
2.5.5 Выбор типа механизированной крепи
При выемке полезного ископаемого обнаженные вмещающие породы теряют
устойчивость и могут обрушаться. Для создания безопасных условий труда и
эксплуатации горного оборудования выемка угля сопровождается креплением
очистного забоя – процессом установки поддерживающих кровлю (а также почву)
конструкций. Сами поддерживающие конструкции называют крепью очистного
забоя.
К крепям очистных забоев предъявляются следующие основные требования.
Они должны иметь необходимую прочность, т.е. выдерживать без разрушения
заданные нагрузки, обладать устойчивостью, т.е. сохранять заданное
положение в пространстве, обладать жесткостью, т.е. не допускать
деформаций, превышающие установленные для данных условий. Кроме того, крепь
должна позволять человеку эффективно работать в очистной выработке, быть
безопасной, надежной, долговечной и экономичной.
Применяют следующие виды крепи очистного забоя: индивидуальную
(призабойную и посадочную) и механизированную (секционную, комплектную и
агрегатную). Секционную крепь по числу опорных стоек разделяют на
одностоечную, рамную и кустовую. По материалу индивидуальные крепи бывают
металлическими и деревянными, механизированные – только металлическими.
Так как в проекте предусматриваю применение механизированного
комплекса МКД90, в состав которого входит механизированная крепь КД90, то
лаву предлагаю крепить этой крепью. Технические характеристики данной крепи
привожу в таблице №10.
Крепь КД90 состоит из секций оградительно-поддерживающего типа,
электро- и гидрооборудования и штрекового оборудования. Секции крепи
шарнирно соединены с навесным оборудованием конвейера, которое обеспечивает
их установку перпендикулярно рештаку в конце хода передвижки. Каждая секция
выполняет функцию забойной и посадочной и передвигается вслед за проходом
комбайна.
Таблица 10 – Технические характеристики механизированной крепи МКД90
| |1МКД90 |2МКД90 |3МКД90 |2МКД90Т|3МКД90Т|
|Вынимаемая мощность пласта, м |0,8-1,2|1,1-1,5|1,35-2,|1,1-1,5|1,35-2,|
| |5 | |0 | |0 |
|Шаг передвижки секций, м |800 |630 |630 |630 |630 |
|Удельное сопротивление крепи, кН | | | | | |
|на 1м2 поддерживаемой кровли: |430 |500 |550 |800 |800 |
|Коэффициент гидравлической |1,9 |2,0 |2,0 |1,95 |1,95 |
|раздвижности | | | | | |
|Коэффициент начального распора |0,8 |0,8 |0,8 |0,7 |0,7 |
|Сопротивление, кН | | | | | |
|одной секции |2800 |3000 |3200 |4000 |4200 |
|на 1 м длины лавы |1700 |2000 |2200 |3000 |3200 |
|Удельное сопротивление на конце | | | | | |
|передней консоли перекрытия, кН/м|90 |90 |90 |140 |140 |
|Подпор при передвижке секции, |10 |10 |10 |15 |15 |
|кН/м2 | | | | | |
|Максимальное рабочее давление в | | | | | |
|напорной магистрали, МПа |32 |32 |32 |32 |32 |
|Шаг расстановки секции крепи, м |1,5 |1,5 |1,5 |1,5 |1,5 |
|Коэффициент затяжки кровли |0,9 |0,9 |0,9 |0,9 |0,9 |
|Высота секции крепи, мм | | | | | |
|минимальная |560 |710 |1000 |710 |1000 |
|максимальная |1160 |1420 |2000 |1420 |2000 |
|Габариты секций крепи, мм | | | | | |
|ширина по оградительному |1,5 |1,5 |1,5 |1,5 |1,5 |
|перекрытию |4,1 |3,542 |3,542 |3,542 |3,542 |
|длина | | | | | |
|Масса крепи на 1 м по длине лавы,|7200 |7190 |7190 |7190 |7190 |
|кг | | | | | |
Основные особенности крепи КД90:
- высокий уровень унификации по типоразмерам (до 90%) основных
элементов: оснований, консолей, перекрытий, механизмов передвижения и
подъема носка основания, систем управления, что существенно упрощает
производство и обслуживание крепей;
- надежность работы благодаря: опережающему прижатию консолей к
кровле непосредственно стойками без дополнительных цилиндров; передвижению
крепи с подъемом носка основания; наличию четырехзвенного механизма связи
перекрытия с основанием, что обеспечивает разгрузку стоек от боковых
нагрузок и постоянство размеров от конца консолей до забоя. Особой
прочностью отличается перекрытие крепи благодаря отсутствию в нем
коробчатых сечений и внутренних сварных швов;
- безопасность труда за счет применения гидравлически управляемых
боковых щитов вдоль консолей, основного и оградительного перекрытий.
Системы управления крепью существенно улучшены за счет применения
модульных гидрораспределителей, стоечных блоков, установленных
непосредственно на стойках, и верхней гидроразведки.
Козырек секции опирается на выдвижную балку, встроенную в
оградительное перекрытие.
Оградительное перекрытие с забойной стороны опирается на две
гидростойки одинарной раздвижности, а со стороны выработанного пространства
шарнирно соединено с кронштейном основания. При раздвижке перекрытие
поворачивается относительно основания и его забойная часть, описывая дугу,
удаляется от забоя. Для сохранения постоянного расстояния от забойной
кромки козырька до забоя применен механизм компенсации, состоящий из двух
рычагов, траверсы и выдвижной балки, который выталкивает из полости
перекрытия или втягивает в нее выдвижную балку вместе с навешенным на нее
козырьком. Этим обеспечивается практически постоянная величина зазора между
кромкой козырька и забоем.
Для закрытия зазоров между соседними оградительными перекрытиями и
выравнивания секции при ее боковом наклоне служит боковой борт на одной
стороне каждой секции, управляемый гидравлическим домкратом, вмонтированным
в корпус перекрытия.
Гидростойки секции могут быть установлены в двух положениях: ближе к
конвейеру, при котором в исходном положении комплекса крепь подтянута к
конвейеру, и ближе к завальной стороне, когда в исходном положении
комплекса крепь располагается по оттянутой схеме. В последнем случае
обеспечивается удобство управления комбайном из бесстоечного пространства,
однако уменьшается сопротивление крепи по поддержанию кровли.
Передвижка крепи производится одним гидродомкратом, посредством
которого передвигается и забойный конвейер.
Комплекс 1УКП производится серийно на Дружковском машиностроительном
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
|