Совершенствование систем электроснабжения подземных потребителей шахт. Расчет схемы электроснабжения ЦПП до участка и выбор фазокомпенсирующих устройств (стр. 4 из 25)
Скорость подачи выемочной машины для фактического значения средневзвешенной сопротивляемости пласта резанию (Vп.Ā, м/мин), согласно рекомендациям по [5], находим по формуле:
м/мин (2.2)где
и 
– меньшее и большее значения сопротивляемости пласта разрушению, ближайшие к расчетному средневзвешенному значению сопротивляемости 
, кН/м; 
м/мин – скорость подачи при сопротивляемости угля резанию 100 кН; 
м/мин – скорость подачи при сопротивляемости угля резанию 200 кН.Скорость подачи выемочной машины по допустимому значению тягового усилия (VП.Тяг, м/мин):
м/мин (2.3)где FT = 160 кН – тяговое усилие подающей части; G = 30,95 т – масса комбайна; a = 6° –угол падения пласта; FП – составляющая силы резания в направлении подачи комбайна:
кН (2.4)Скорость подачи комбайна по кинематически возможной устойчивой скорости подачи (VП.КИН, м/мин):
м/мин (2.5)где kУС = 0,9 – коэффициент устойчивой работы.
Производительность комбайна (qМ, т/мин) без учета ограничений по скорости крепления определяется по формуле:
т/мин (2.6)где Нр = 2,2 м – вынимаемая мощность пласта; g = 1,34 т/м3 – плотность угля в массиве; Вз=0,63 м – ширина захвата комбайна; kг =1 – коэффициент использования ширины захвата; Vп=5,4 м/мин – скорость подачи комбайна.
Расчёт производительности по скорости крепления (qкр, т/мин):
т/мин (2.7)где Vкр – скорость крепления:
м/мин (2.8)где
м/мин – скорость крепления по последовательной схеме передвижки крепи и устойчивых боковых породах; kСХ =1 – коэффициент, учитывающий схему передвижки крепи; kУП =1 – коэффициент снижения скорости крепления с увеличением угла падения пласта; kУСТ =1 – коэффициент снижения скорости крепления при неустойчивых породах кровли.Так как qкр < q, т. е. 4 т/мин < 10 т/мин, расчёт ведём по производительности комбайна, рассчитанной по скорости крепления механизированной крепи.
Допустимая нагрузка на очистной забой по фактору проветривания (Qr, т/сут) определяется по формуле:
т/сут (2.9)где Sn = 6,55 м2 – проходное сечение струи воздуха при минимальной ширине призабойного пространства; Vв = 4,0 м/с – максимально допустимая по ПБ скорость движения воздуха в лаве; d = 1% – допустимая по ПБ концентрация метана в исходящей струе воздуха; kв = 1,2 ¸ 1,4 – коэффициент, учитывающий движение части воздуха по выработанному пространству; qn = 8м/т – относительная метанообильность шахты; kмет = 0.7 – коэффициент, характеризующий естественную дегазацию источников выделения метана в период отсутствия очистных работ.
Количество угля вынимаемого за цикл (Ац, т):
т (2.10)Сменная нагрузка на забой (Асм, т) без учета ограничений по скорости крепления определяется по формуле:
т (2.11)Тогда суточная нагрузка на забой (Асут, т):
т (2.12)Количество циклов в сутки (NС):
(2.13)Принимаем количество циклов в сутки 12.
Расчетная нагрузка на забой составит:
т (2.14)Сменная нагрузка на забой по (2.11) с учетом ограничений по скорости крепления:
тСуточная нагрузка на забой (Асут, т) по (2.12):
тКоличество циклов в сутки (NС) по (2.13):
Принимаем количество циклов в сутки 4.
Расчетная нагрузка на забой составит по (2.14):
тЭксплутационная производительность комбайна (QЭ, т/см):
(2.15)где Т – продолжительность смены, час; ТВСП – время затраченное на вспомогательные операции, мин:
мин (2.16)где
= 20 мин – затраты времени на пересменку; 
= 10 мин – затраты времени на осмотр комбайна; 
= 20 мин – затраты времени на не совмещенные концевые операции.Время, затраченное на вспомогательные операции (ТВСП) найдем через коэффициент машинного времени:
мин (2.17)где
- количества циклов в смену.При ТВСП= 50 мин по выражению (2.15) строим график зависимости QЭ = f (VП) – рис.2.3:
при 
®0 Þ QЭ = 2674,4 т/смПри ТВСП= 162 мин по выражению (2.15) строим график зависимости QЭ = f (VП) – рис.2.3:
при ®0 Þ QЭ = 825,4 т/смПри анализе полученных данных видно, что дальнейшее увеличение добычи возможно за счет комплекса мер, направленных на: увеличение коэффициента машинного времени:
– уменьшение времени концевых операций;
– увеличение длины лавы;
– снятие ограничений по скорости подачи комбайна (ограничений по креплению, транспортировки угля и проветриванию);
– уменьшение времени на доставку людей к рабочему месту;
– повышение качества текущего ремонта горного оборудования;
– увеличение сечения подготовительных выработок для изменения схемы зарубки комбайна, что будет способствовать увеличению коэффициента машинного времени. Использование схемы «косых заездов» связано с тем, что сечение подготовительных выработок мало для осуществления «прямых заездов» комбайна.
Ограничения по креплению и транспортировки можно снять применением других механизированных комплексов. Далее сравним характеристики механизированного комплекса, работающего на участке №6 шахты «Комсомольская», с другим, работающими на шахтах ОАО «Воркутауголь».
Из графиков, показанных на рис.2.3, видно, что при снятии ограничений по креплению (кривая 2) возможно увеличение производительности за счет увеличения скорости подачи комбайна с 2,1 м/мин до 4м/мин, дальнейшее увеличение скорости нецелесообразно, из-за малого роста производительности
при данном сменном коэффициенте машинного времени (kМ = 0,4). После комплекса мер, ведущих к снижению времени на вспомогательные работы, т.е. к повышению сменного коэффициента машинного времени, возможно дальнейшее увеличение производительности данного участка (кривая 1). 
Рис. 2.3. график зависимости QЭ = f (VП)
Обозначения позиций: 1 - график зависимости QЭ = f (VП) при ТВСП = 50 мин; 2 - график зависимости QЭ = f (VП) при ТВСП = 108 ми
2.3. Характеристики сравниваемых механизированных комплексов
На основе технико-экономических показателей, согласно табл. 2.1, очистного забоя, можно сделать вывод, что механизированный комплекс ОКП-70, применяемый по пласту Тройному технически и морально устарел, что значительно снижает среднесуточную нагрузку на лаву, затрудняет работу людей в забое, а также приводит к увеличению травматизма.