Оборудование для разработки пласта

1. Характеристика пласта

пласт комбайн выемочный забой Пласт XXVII имеет, преимущественно, сложное строение. Прослоек углистого аргиллита приурочен в основном к верхней части пласта, который в отдельных случаях настолько обогащается углистым материалом, что переходит в высокозольный уголь, а пласт в этих местах Приобретает простое строение. Мощность прослойка меняется от 0,09 до 0,15 м (в среднем 0,1 м). По изменению мощности и строения пласт относится к относительно выдержанным. Мощность колеблется от 1,85 до 3,26 метров при средней 2,60 м. Угол падения от 20? до 35?. По простиранию угол восстания и падения 5?-7?. Коэффициент крепости угля по аналогии с действующими шахтами доходит до 1,5, прослойков породы из углистого аргиллита — от 0,5 до 2,5. Непосредственную кровлю пласта мощностью 1,5 — 1,8 м, слагают мелко-среднезернистые и слоистые за счёт песчаника алевролиты, в 30 — 35 см, выше угольного пласта алевролиты поражены послойной трещиноватостью, сопровождающейся глиной трения мощностью до 1 — 3 см, которая обуславливает ложную кровлю, явно проявляющуюся в обводнённых условиях. По устойчивости непосредственная кровля в целом относится к кровле «средней устойчивости». Относительная метанообильность пласта 1,76 /т. Плотность угля 1,2 г/

2. Выбор выемочной машины

На пластах мощностью более 1,5 — 1,6 м. безусловное лидерство получили очистные комбайны со шнековыми исполнительными органами. Поэтому с учётом ограничивающих факторов (углы падения пласта вдоль лавы a, по падению a и по восстанию a пласта, сопротивляемость угля резанию, мощность пласта m и сопротивляемость резанию породных прослойков и т. д.) принимаем для выемки очистной комбайн KSW-460NE.

Расчёт сопротивляемости угля резанию в неотжатой зоне массива пласта (Н/мм) Сопротивляемость угля резанию, достаточно хорошо коррелирует с коэффициентом крепости ѓ, = 1,5ѓ кН/см, следовательно зная ѓ можно вычислить усреднённое значение. В нашем случае ѓ пласта ХХVII будет равно 1,5. = 1,5 * 1,5 = 2,25 кН/см. = 225 Н/мм.

Сопротивляемость резанию породного прослойка .

= 1,5 * 2,5 = 3,75 кН/см. = 375 Н/мм.

Сопротивляемость пласта резанию с учётом породных прослойков

= ,

Где = 2,75 м мощность угольных пачек, = 0,15 м мощность породных прослойков, m = 2,9 м мощность пласта.

= 233. = 233 Н/мм.

Сопротивляемость угля резанию на поверхности угольного пласта

=

Где — коэффициент отжима, учитывающий снижение сопротивляемости угля резанию по сравнению с неотжатой зоной.

= + ,

Где значение коэффициента отжима на кромке забоя, B = 0,8 м ширина захвата, c и d - коэффициенты, зависящие от свойств пласта.

— для хрупких углей = 0,36; с = 0,36; d = 0,7;

= 0,36 +? 1, = 1,

= 1 * 233 = 233 Н/мм.

3. Увязка конструктивных и режимных параметров функциональных машин

Исходя из сопротивляемости угля резанию, удельных энергозатрат на выемку угля (энергоёмкость разрушения) и мощности двигателей привода режущих органов определяем теоретически возможную производительность комбайна.

= ,

Где теоретически возможная производительность комбайна, т/мин, = 400 кВт устойчивая мощность электродвигателей исполнительных органов, удельные энергозатраты на добычу полезного ископаемого, кВтч/т.? 0,7 кВтч/т при = 225 Н/мм. Найдено методом линейной интерполяции.

= = 9,5 т/мин, = 9,5 т/мин.

Проверка механизированной крепи 1КМ144 по фактору проветривания очистного забоя

? S = ,

Где =фактическая площадь сечения для прохода воздуха в забое, S — требуемая площадь сечения для прохода воздуха, исходя из теоретической производительности, метанообильности и требований безопасности, = 9,5 т/мин теоретическая производительность комбайна, g = 1,76 /т относительная метанообильность разрабатываемого пласта, k = 1 коэффициент дегазации пласта, = 4 м/с максимально допустимая скорость движения воздуха в лаве, = 1,25 коэффициент учитывающий движение воздуха по выработанному пространству, с = 1% допустимая концентрация метана в исходящей струе.

? S =? 5,6, = 7? S =5,6.

Скорость подачи очистного комбайна должна быть согласована со скоростью крепления забоя:

? ,

Где — теоретически возможная скорость подачи комбайна, м/мин, — скорость крепления забоя, м/мин.

Определяем теоретически возможную скорость подачи комбайна

=,

Где = 9,5т/мин теоретическая производительность комбайна, B = 0,8 ширина захвата исполнительного органа, m = 2,9 м вынимаемая мощность пласта, г =1,2 т/ плотность угля.

= = 3,4 м/мин. = 3,4 м/мин.

Определяем скорость крепления очистного забоя

=,

Где — скорость крепления забоя, м/мин, = 3 скорость крепления выработки, В = 0,8 м ширина захвата комбайна, к = 1 коэффициент снижения скорости крепления.

= * 1 = 3,75 м/мин, = 3,75 м/мин.

= 3,4 м/мин.? = 3,75 м/мин.

В состав комплекса входят три насосные станции AZE — 5, с рабочим давлением 30 МПа + / - 5%.

Проверка производительности забойного конвейера Анжера- 30, т/мин.

? 1,3, = 16? = 1,3*9,5 = 12,35.

Где = 16 т/мин производительность забойного конвейера по его технической характеристике, = 9,5 т/мин теоретическая производительность комбайна.

4. Технические характеристики оборудования очистного забоя

Условия применения и состав механизированного комплекса

Тип комплекса — 1КМ144КС.

Мощность пластов — 1,8- 3,0 м.

Угол падения пласта — 30?.

Тип основной кровли — тяжёлая.

Тип непосредственной кровли — неустойчивая.

Сопротивление почвы — 2,5МПа.

Механизированная крепь — 1М144.

Очистной комбайн — KSW-460NE.

Забойный конвейер — Анжера-30.

Крепь сопряжения — КСКВ.

Техническая характеристика механизированной крепи 1М144

Высота секции в сдвинутом положении — 1650 мм.

Высота секции в раздвинутом положении — 3300 мм.

Угол падения — 35?.

Среднее давление на почву — 2,2 МПа.

Удельное сопротивление на 1 кровли 600 кН/.

Шаг установки секций — 1,5 м.

Шаг передвижки секций — 0,8 м.

Усилие передвижки секции — 538 кН.

Усилие передвижки конвейера — 246 кН.

Скорость крепления — 3 /мин.

Площадь проходного сечения для воздуха — 3,3- 7.

Расстояние от задней гидростойки до передней кромки козырька — 2100 мм.

Расстояние от передней гидростойки до передней кромки козырька — 2100 мм.

Техническая характеристика очистного комбайна KSW— 460NE

Вынимаемая мощность пласта — 1,8−3 м.

Угол падения — 35?.

Мощность электродвигателей привода исполнительных органов — 2×200кВт.

Мощность электродвигателей привода подачи — 2×45кВт.

Скорость подачи — 0−20 м/мин.

Номинальное тяговое усилие — 2×323кН.

Исполнительный орган:

Диаметр — 1,8 м.

Ширина захвата — 0,8 м.

Число оборотов — 41 об/мин.

Параметры исполнительных органов и типоразмер резцов

Тип исполнительного органа — шнековый.

Вынимаемая мощность пласта — 2,9 м.

Диаметр — 1,8 м.

Ширина захвата — 0,8 м.

Частота вращения n, — 41 об/мин.

Число заходов шнека , — 4.

Типоразмер резцов — РШ- 32−78/16

Техническая характеристика скребкового конвейера Анжера-30

Максимальная производительность — 16 т/мин.

Скорость движения цепи — 0,92 м/сек.

Размеры звена цепи — 30×108 мм.

Мощность привода — 2×160 кВт.

Длина поставки — 250 м.

Техническая характеристика перегружателя ПСП-308−01

Максимальная производительность — 20 т/мин.

Длина в поставке — 45−100 м.

Ширина рештака — 732 мм.

Высота рештака — 230 мм.

Масса — 59−100 т.

Тип тяговой цепи — 26−92 мм.

Расстояние между скребками — 1104 мм.

Скорость движения тяговой цепи — 1,17 м/с.

Мощность привода — 160 кВт.

Ресурс рештачного става — 1500 тыс.т.

Техническая характеристика кабелеукладчика UKT-3

Угол падения пласта — 0−35?.

Разрывное усилие — 2×110 Кн.

Сечение — 88×160 мм.

Радиус изгиба — 8 м.

Высота петли — 370 мм.

Ширина желоба для размещения кабелеукладчика — 230 мм.

Длина лавы — 250 м.

Техническая характеристика насосной установки 2УЦНС13

Подача — 13−22 /ч.

Номинальный напор — 350−500 м.

Номинальная мощность насоса — 36 кВт.

Габаритные размеры — 2310×750×900 мм.

Масса — 940 кг.

Техническая характеристика насосной станции АZE-5

Номинальное давление — 30 МПа.

Номинальная подача жидкости — 150 л/мин.

Перепад от верхнего предела давления — 20%.

Мощность электродвигателя — 110 кВт.

Ёмкость бака — 1200 л.

Габариты — 2000×1060×920 мм.

Масса — 4800 кг.

Рабочая жидкость — водная эмульсия с 3−5% присадкой.

5. Расчёт скорости подачи очистного комбайна

Определение скорости подачи комбайна по мощности двигателя привода исполнительного органа

= ,

Где = 400 кВт суммарная устойчивая мощность привода исполнительных органов комбайна, б = 30? угол падения пласта, = 2,9 м максимальная вынимаемая мощность пласта, = 0,8 м ширина захвата исполнительного органа комбайна, = 0,7 кВтч/т удельные энергозатраты по выемке угля, г = 1,2 т/плотность угля.

= = 2,96 м/мин. = 2,96 м/мин.

Определение скорости подачи комбайна по вылету резца

= 0,01 nz,

Где = 4,9 см радиальный вылет резца, = 1,2 коэффициент вылета резца, n = 41 об/мин частота вращения исполнительного органа, z = 2 число резцов в линии резания.

= 0,01* 41*2 = 3,3 м/мин. = 3,3 м/мин.

= sin45?, = 7 * sin45?= 7 * 0,7 = 4,9 см.

Где = 7 см конструктивный вылет резца, 45? угол установки к поверхности резания для тангенциальных резцов.

Определение скорости подачи комбайна по газовому фактору

= ,

Где = 7 фактическая площадь поперечного сечения для прохода воздуха в забое, с = 1% допустимая концентрация метана в исходящей струе, = 4 м/с — максимально допустимая скорость движения воздуха,

k = 0,65 — коэффициент дегазации пласта, g = 1,76 /т — относительная метанообильность пласта, = 2,9 м — максимальная вынимаемая мощность пласта, B = 0,8 м — ширина захвата, = 1,2 т/ - плотность угля.

= = 5,2 м/мин, = 5,2 м/мин.

Влияние производительности конвейера на скорость подачи комбайна

= ,

Где = 16 т/мин — максимальная производительность конвейера,

= 2,9 м — максимальная вынимаемая мощность пласта, = 0,8 м — ширина захвата комбайна, г = 1,2 т/ - плотность угля.

= = 5,7 м/мин, = 5,7 м/мин.

Принимаем для дальнейших расчётов = 2,96 м/мин.

Список литературы

1. Горные машины и оборудование подземных горных работ. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования. Кемерово 2012. А. А. Хорешок Ю.А. Антонов.

2. Солод В. И. Проектирование и конструирование горных машин и комплексов: учеб. для вузов / В. И. Солод, В. Н. Гетопанов, В. М. Рачек — М. Недра, 1982 — 352 с.

3. Зайков В. И. Эксплуатация горных машин и оборудования: учеб. для вузов/ В. И. Зайков, Г. П. Берлявский — 4-е изд. стер.- М. Издательство МГГУ, 2006 — 257 с.

4. Правила безопасности в угольных шахтах. ПБ 05−618−03: утв. Постановлением Госгортехнадзора России 05.06.03 № 50. М. ФГУП «Научно технический центр по безопасности Госгортехнадзора России», 2004. — 296 с.

5. Горные машины и оборудование подземных выработок: учеб. пособие для курсового и дипломного проектирования / Б. А. Александров и др. КузГТУ.- Кемерово, 2006 — 114 с.

6. Горные машины и оборудование: методические указания по выполнению курсового проекта. Б. А. Александров и др. Гос. образовательное учреждение высш. проф. образования. Кафедра горных машин и комплексов.- Кемерово: КузГТУ, 2006. 35 с.

7. Паспорт выемочного участка комплексно-механизированной лавы 7−2-2 блока № 2 пласта ХХVII ш. Анжерская Южная.