1 Технология подземных горных работ на шахте "Заполярная" 4 (стр. 3 из 14)
Из всего вышесказанного следует отметить, что наиболее предпочтительно выглядят комбайны 2ГШ68Б и РКУ. Однако большой опыт работы шахты с комбайнами 1ГШ68, состояние ремонтной базы заставляют нас отдать предпочтение комбайну 2ГШ68 перед комбайном РКУ.
2.3 Выбор выемочных машин и механизмов.
1. Комбайн - 2ГШ68Б
2. Секции крепи - ОКП - 70
3. Лавный конвейер - СУ - ОКП
4. Перегружатель - СП - 63
5. Насосные станции - СНТ – 32
2.4 Расчет параметров работы комбайна 2ГШ68Б.
2.4.1 Расчет нагрузок на исполнительный орган.
Определяем число резцов (исполнительного органа) находящихся в контакте с разрушаемым массивом.
nр. р= nр.от.+ nр.оп. , где
nр.от – число резцов на отстающем органе.
nуст = 42 – кол-во резцов на и.о
nр.от. = kg* nуст , где
kg при g = 90° равен 0.255
nр.от. = 0.255*42 = 11
nр.оп. = 0.5 nуст = 0.5*42 = 21
nр. р= 11+21 = 33
Средневзвешанное значение коэффициента полезного действия.
hср = hот hр.от hоп hр .оп /hр.р k1 и k2 - число ступеней редукторов от электродвигателя до и.о
hот = hр.k1 ; hоп = hр .k2
hр .= 0.97 – коэф. полезного действия одной пары передач.
k1 и k2 - число ступеней редукторов от электродвигателя до и.о
k1 и k2 = 3
hот = hоп = 0.973 = 0.91
hср = 0.91*11+0.91*21/33 = 0.9
Усилие подачи очистного комбайна определяем по формуле:
Fn = kf [ G(sin a + f*cosa)+åYи.о.] (кН) ; где
kf = 1.4 – коэф. учитывающий дополнительное сопротивление перемещению комбайна;
G – вес комбайна;
f = 0.2 – коэф. трения для комбайна работающего с рамы забойного конвейера
Yи.о - величина суммарной силы подачи на исполнительный орган находим из выражения
Yи.о = Yn1 – ( Aпр – Aр1) (Yn1 - Yn2)
Yn1 –составляющая сил резания в направлении подачи при Aр = 200, кН/м
Yn2 = 108, кН при Ар = 300, кН/м
Yи.о = 76- (210-200)/( 300-200)*(76-108) = 79, кН
Fn = 1.4[ 210(sin5+0.2 cos5) + 79] = 195, кН
2.4.2 Определяем параметры энергетической характеристики комбайна
g = 46 b = 0.27 ý эмпирические коэф. которые зависят от марки угля ( таб.4.6)d = 0.06
с = 0ý поступления принимаются в зависимости от схемы работы и.оД = 3500 Н/м
P1 = А+В*Vn
Fn = А+ В*Vn, где
А – средняя мощность привода машины при Vn = 0
В – среднее приращение мощности на единицу Vn
A= (0.0025*nрр(bАр.с+g)/hср+с/1000)*Vр
В =(122.7*Вз*Н*d*Ар.с/hср)+(Yn/1000 hn) + (D*Vр/1000*nоб)
Vр= П*Dш* n 60/ = 3.14*1.6*41/60 =3.43, м/с
А = (0.0025*33(0.27*210+46)/0.9)+0/1000) *3.43 = 32.3, кВт
B = (122.7*0.63*2.7*0.06*210)/0.9 + 79/(1000*0.7) + (35000*3.43)/(1000*41) = 2925,Нс/м
А' = кf [G(sin 5˚ - f'cos α)] = 1.4[210((sin 5˚ + 0.2cos 5˚)] = 84, кН
B΄= kf [Yn1 (Апр – Ар1)/ (Ар2 - Ар1) ( Yn – Yn2)] / Vn
Cкорость подачи
Vn = Vn1 – (Апр – Ар1)/ (Ар2 - р1) (Vn1 – Vn2) = 0.166 – (210-200)/(300-200) (76-108) = = 0.16, м/с
Vn = 0.16*60 = 9.6, м/мин
B΄= 1.4 [76 – (210-200)/(300-200) (76 –108)] /0.16 = 693, Н с /м
Мощность потребляемая из сети комбайном при скорости Vn = 0.16, м/с.
P1= A+B*Vn = 32.3+2965+0.16 = 500, кВт
Fn = 84+693*Vn
Данные характеристики позволяют определить скорости подачи комбайна по ограничивающим факторам.
2.4.3 Ограничивающие факторы.
По устойчивой мощности привода комбайн 2ГШ68Б оснащен двумя двигателями ЭКВЦ – 160 – 2У5 со следующими параметрами :
- номинальная мощность (кВт) в режиме S1 – 150
- номинальное напряжение (В) - 1140
- синхронная частота вращения (мин)-1 - 1500
Тепловая мощность двигателя
Р тепл = (Р(s1) / Кп) * Кпк 100/ПВ , где
Кпк = 1.054
Кп = 1.02
ПВ = 60%
Ртепл = (150/1.02)* 1.054*(100/60) = 200, кВт
Р случ = Р тепл/Ксл , где К сл = 1.1
Р случ = 0.98 Р уст
Р уст = Рслуч/ 0.98 = Ртепл/(0.98Ксл) = 200/(0.98*1.1) = 185, кВт
Суммарная устойчивая мощность комбайна
Р уст = 185*2 = 370, кВт
Vп.пр = (Руст –А)/В = ((370-32.3)/2925) = 6.9 , м/мин
По усилию подачи
Fп.уст = 0.9*Fmax = 0.9*250 = 225, кН
Vп.т = ((Fп.уст - А¢) /В¢)*60 = ((225-84)/693)*60 = 12, м/мин
По допустимому вылету резца
Vп. lр = hmax yn об m3 = (lp/kс)* n об* m3 , где
Для резцов 3Р1.80 lp = 80 , мм ; m3 = 3; kc = 1.3 – коэф. Износа
Vп. lр = (0.08/1.3)*41*3 = 7.5 , м/мин
По кинематически возможной устойчивости скорости подачи
Vп.кин = Vп.max* K уст = 6*0.9 = 5.4, м/мин
Расчетная скорость принимается по Vп.кин , т.к Vп.кин < Vп. пр < Vп. lр < Vп. т
Ограничения по скорости крепления кровли.
Vп.кр = Vкр.кр*К сх* К упр*К уст , где
Vкр.кр = 5.6 – скорость крепления кровли
К сх = 1 – учитывает схему крепления кровли
К упр = 0.99 – учитывает угол падения пласта
К уст = 0.9 – учитывает обрушаемость кровли
Vп.кр = 5.6*1*0.98*0.9 = 4.9 , м/мин
Ограничения по скорости из-за газообильности пласта.
Qтехн. г = (864*Sn*Vв*d*kв) / (g*kмест *1080), где
Sn = 3.35, м2 – min проходное сечение для воздуха ОКП –70
Vв = 4, м/с – скорость движения струи по лаве
d = 1% - допустимая концентрация метана
kв = 1.3 – зависит от способа управления кровлей
g = 5 м3/т – газообильность
kмест = 0.4 – характеризует естественную дегазацию источников выделения метана в период отсутствия добычных работ.
Q тех. г = (864*3.35*4*1*1.3) / (5*0.4*1080) = 6.9, т/мин
Vп.г = Q / (B*H* g) = 6.9 / (0.63*2.6*1.35) = 3, м/мин
Следовательно при выемке угля ограничивающим фактором будет газовыделение. Поэтому при ведении работ ограничивающими будут две скорости. При движении комбайна вверх ограничивающей будет скорость по фактору газовыделения , а при движении комбайна вниз будет ограничивающей скорость по кинематическим возможностям комбайна.
2.5 Определяем сменную нагрузку.
Q = B*H*g*360*Kм*Vп = 0.63*26*1.35*360*0.3*3 = 744, т/ см
Уточняем нагрузку на забой .
Время движения по лаве по выемке угля по скорости ограничения зависящей от газовыделения
Тц1 = L / Vг = 180 /3 = 60, мин
Время движения по лаве по зачистке
Тц2 = L1 / Vп. кин = 180 / 5.4 = 35 , мин
Полное время цикла :
Тц = Тц1 + Тц2 = 60+35 = 95 , мин
С учетом всех концевых операций , времени затраченного на доставку лесоматериалов , передвижку крепей сопряжений и т. д , в смену возможно будет произвести два цикла.
Т = 2Тц = 2*95 = 190, мин
Уточненная производительность
Цикла Qц = L*B*H* g = 180*0.63*2.6*1.35 = 398 , т/ц
Смена Qс = 2Qц = 796, т/ смену
Сутки Q = 3Qc = 6Qц = 2388, т/ сут.
3 Шахтный транспорт.
3.1 Транспортирование угля.
Основным видом транспорта на шахте "Заполярная" является транспорт и локомотивная откатка с шириной колес 900 мм.
В очистных забоях шахты горная масса грузится очистным комбайном на скребковый конвейер, марка которого зависит нагрузки на очистной забой и применяемого комплекса. По пласту "Четвертому" применяют комплексы КМТ комплектующийся конвейером СП-87ПМ, по пласту "Тройному" комплекс ОКП70 с конвейером СУ-ОКП70. На сопряжениях лавы с подготовительной выработкой горная масса перегружается на передвижной скребковый конвейер СП, а затем на ленточный конвейер типа 1А80. В зависимости от угла падения подготовительной выработки могут устанавливаться следующие типы конвейеров: 1Л80 и 2Л80 – для горизонтальных и слабонаклонных выработок с углами наклонной оси от 3 - 6 град 1ЛТ80, 2ЛТ80 - для выработок применяющим к очистным забоям с углами падения от -10 до +10 град. 1ЛБ80, 2ЛБ80 - для бремсбергов, с углами наклона до -16 град.
На шахте "Четвертый" пласт подрабатывается с опережением, поэтому основные транспортные магистрали пройдены по пласту "Четвертому". Из подготовительных выработок лав пласта "Четвертого" горная масса перегружается на конвейеры капитальных уклонов, а затем по магистральному откаточному штреку и главному откаточному квершлагу локомотивным транспортом доставляется в околоствольный двор, где выгружается в аккумулирующий бункер главного ствола. Выдача горной массы осуществляется скиповым подъемом.
Скиповой подъем перегружает горную массу в отвал, где работает конвейер грузящий горную массу в ЖД- вагоны, в которых горная масса попадает на ЦОФ. Горная масса из лав "Тройного" пласта попадает в выработки "Четвертого" пласта через накопительные бункеры.
В капитальных уклонах установлены ленточные конвейеры типа 2ЛУ120.
Узким местом в транспортной цепи шахты является смена одного вида транспорта на другой, т.е перегруз с конвейерного транспорта на локомотивный. В данный момент эта проблема на шахте решается. Для этого пройден конвейерный квершлаг, до которого будет пройден диагональный конвейерный уклон, который пройдет перед первым и вторым блоком.
3.2 Доставка материалов и оборудования.
Доставка материалов и оборудования осуществляется на специальных платформах, в вагонах с глубоким кузовом ВГ - 3.3 по клетевому стволу. От ствола по главным откаточным выработкам до капитальных рельсовых уклонов оборудованных подъемными машинами типа БМ.
Транспортирование вагонеток и спецплатформ по участковым выработкам осуществляется при помощи лебедок ЛВД-34, ЛВ-25. По слабонаклонным и горизонтальным выработкам дорогами ДКНЛ, к местам ведения горных работ.
3.3 Перевозка людей.
Спуск и подъем людей по клетевому стволу осуществляется грузолюдскими клетями. По откаточным магистральным выработкам в людских вагонетках ВПГ-18.
По наклонным выработкам канатнорельсовой дорогой и специально оборудованными лентами.
3.4 Расчет ленточного конвейера.
3.3.1 Выбор типового ленточного конвейера.