Расчет основных параметров

Исходные данные для проектирования

№ варианта: 1

- мощность пласта: 1,8м.;

- длина лавы: 200м.;

- угол падения пласта: 6град.;

- сопротивляемость угля резанию: 200 кНм.;

- тип непосредственной кровли: Неустойч.;

- наличие нарушений в кровле: 1шт.;

- тип комплекса: КМ138;

-тип механизированной крепи: 1М138/2;

- тип очистного комбайна: 2ГШ68;

-тип забойного конвейера: СПЦ271

Технические характеристики механизированной крепи

- высота секции в положении:

а) сдвинут. H_min: 900 мм.;

б) раздвин. H_max: 1700 мм.;

- угол падения: 30 град.;

- удельное сопротивление на 1м² кровли: 900 КН/м²;

- шаг установки секций: 1,5 м.;

- шаг передвижки секций: 0,8 м.;

- усилие передвижки секции: 300 кН.;

- усилие передвижки конвейера: 125 кН.;

- скорость крепления забоя: 4 м²/мин.

Техническая характеристика очистного комбайна

- вынимаемая мощность пласта: 1,4-,5 м.;

- угол падения: 35 град.;

- мощность эл.дв. привода исполнит. органов: 2х160 кВт.;

- скорость подачи: 6 м/мин.;

- номинальное тяговое усилие: 220 кН;

- диаметр шнека: 1,25; 1,6 м.;

- ширина захвата: 0,63; 0,8 м.;

- скорость резания: 2,7- 3,43 м/с.

Техническая характеристика скребкового конвейера

- макс. производительность: 12 т/мин.;

- скорость движения цепи: 1,25 м/с;

- размеры звена цепи: 26х92 мм.;

- мощность привода: 2х110 кВт.;- угол падения пласта: 30 град.

1. Расчёт комплекса по укрупнённым параметрам

Исходные данные приведены в таблице «Исходные данные по проектированию»

Эффективность работы очистного комплекса в целом зависит от правильного согласования параметров функционалных машин.

Основным критерием для увязки параметров машин комплекса является теоретическая производительность очистного комбаина, согласованна с условиями работы исполнительного органа, скорости крепления забоя , количеством выделяемого метана, производительностью забойного конвейера

1.1 Расчёт производительности очистного комбайна

Исходя из условий работы исполнительного органа, можно определить теоретически возможную производительность комбайна из выражения:

где: - теоретически важная производительность комбайна, т\мин

- установочная мощность электродвигателей исполнительных органов ;

N –суммарная мощность электродвигателей привода исполнительных органов комбайна, кВт;

- удельные электрозатраты на добычу полезного ископаемого (0,3-1,2), кВт ч\т;

Скорость подачи комбайна должна быть согласована со скоростью крепления забоя, т.е:

где: - теоретически возможная скорость подачи комбайна, т\мин

- линейная скорость крепления забоя по длине лавы, м\мин

Теоретически возможная скорость подачи комбайна определяется из формулы:

где: - теоретически возможная производительность подачи комбайна, т\мин;

– ширина захвата исполнительного органа, м;

m – вынимаемая мощность пласта, м;

- плотность угля, т\ ;

Линейная скорость закрепления забоя определяется из выражении;

где: - скорость крепления выработки по площади кровли,

к = (0,7-1) – коэффициент снижения скорости крепления из-за наличий нарушения в кровле.

Скорость обнажения кровли определяется выражением:

м/мин

где: - фактическая скорость подачи комбайна, м\мин

Скорость должна соответствовать скорости обнажения кровли , в связи с чем допустипая подача комбайна должна соответствовать линейной скорости крепления и определяться по формуле:

При линейном расположении секций и последовательной их передвижке скорость крепления очистного забоя ( ) определяется по формуле:

где: - время перемещения одной секции крепи, с

- шаг установки секций по длине очистного забоя, м;

Зная из характеристики крепи величину , можно определить время передвижения одной секции

При работе комбайна по простиранию пласта с определённым углом падения подача комбайна рассчитывается по формуле:

где: – суммарная устойчивая мощность привода исполнительных органов комбайна, кВт

- максимальная вынимаемая мощность пласта, м

- угол падения пласта, град

Подача комбайна согласуется с производительностью забойного конвейера:

где: - производительность конвейера т\мин

1.2 Расчёт производительности комплекса

Производительностью является обобщенным критерием для качественной оценки не только эксплуатирующейся, но и вновь создаваемой техники, главным параметром, определяющим как эффективность, так и целесообразность применения этой техники.

Производительность выемочных комплексов (агрегатов) зависит от целого ряда факторов и в первую очередь от горно-геологических и горнотехнических условий их работы, режимных и конструктивных параметров функциональных машин и степени их использования во времени. Поэтому применительно к выемочным комплексам и агрегатам необходимо различать теоретическую, техническую и эксплуатационную производительность.

1.2.1 Теоретическая производительность

Теоретическая производительность комплекса – это количество полезного ископаемого, добываемого за единицу времени при непрерывной работе выемочной машины с рабочими параметрами, максимально возможных в заданных условиях эксплуатации.

где: - средняя мощность пласта, м

- скорость подачи системного комбайна, м\мин

- плотность угля, т\

1.2.2 Техническая производительность

Техническая производительность выемочного комплекса – максимально возможная среднечасовая его производительность при работе в конкретных условиях эксплуатации. Техническая производительность меньше теоретической производительности и определяется количеством добытого угля в единицу времени с учетом перерывов на выполнение неизбежных вспомогательных операций, присущих данному комплексу.

Если перерывы в работе из-за указанных органически неизбежных и постоянно повторяющихся вспомогательных операций оценить коэффициентом технически возможной непрерывности работы комплекса, то его техническая производительность Q_т определяется из уравнения:

Q_т = Q =548,35 0,4=219,34т/час

где: - время полного рабочего цикла комплекса, мин

Т – Время производительной работы выемочной машины, мин

где: - длина лавы, м

T_ц = Т+

где: - время на несовмещённые с работой исполнительного органа вспомогательные операции, присущие комплексу, мин

где: – затраты времени в течении цикла на маневровые операции, мин

где: - маневренная скорость подачи комбайна. м\мин

Т_{з. и.} = 34 мин.

Т_{у. н} = 5 мин.

Т_к.о. = 15 мин

Время устранения неисправностей

мин

где: - коэффициент готовности комплекса, зависящий от мощности и угла падения пласта (0,9)

1.2.3 Эксплуатационная производительность

Эксплуатационная производительность выемочного комплекса КМ 138 практически всегда меньше его теоретической и технической производительности и зависит от степени использования технической возможности агрегата в конкретных условиях эксплуатации.

Эксплуатационная производительность определяется с учетом затрат времени так же на организационные и технические неполадки, не зависящие от конструкции комплекса и его схемы работы, т. е.

Q_э= Q·K_э= 0,42=106,68т/час

где K_э – коэффициент непрерывности работы комплекса в процессе эксплуатации в данных условиях:

где Т_э.о. – затраты времени на эксплуатационные операции, зависящие от организационно-технических неполадок и условий эксплуатации (10…20), мин.

2. Организация работ в очистном забое

В очистном забое все процессы и операции выполняются согласно графику организации работ. Он включает в себя планограмму работ, график выхода рабочих и таблицу технико-экономических показателей.

Режим работы обычно четырехсменный, по 6 часов каждая смена, из которых три добычные и одна ремонтоподготовительная. Все виды работ в лаве выполняет комплексная бригада рабочих, состоящая из сменных звеньев.

Рабочий цикл по выемке угля включает в себя следующие основные виды работ в лаве:

- выемка угля

- зачистка почвы комбайном

- передвижка конвейера

- передвижка секций крепи.

Все виды работ проводятся по планогрмме, отражающей рабочие операции в забое во времени и пространстве.

Для построения планограммы необходимо знать:

Время полного цикла комбайна

где: =1,76 – эксплуатационная скорость подачи комбайна.

Количество циклов в сутки:

выемка угля комбайном ремонтные работы

зачистка лавы передвижка конвейера

передвижка крепи прием, сдача смены,

Рис 11. Планограмма работ: при челночной схеме работ

6) Заключение

В данной работе я провел расчет горной машины (проходческого комплекса КМ138) по укрупненным параметрам и изучил принцип действия. Закрепил и углубил знания, полученные во время изучения дисциплины «Горные машины и оборудование подземных разработок», подготовился к самостоятельной работе со справочной литературой, инженерными методами расчета и выработал навыки в составлении расчетно-пояснительных записок.

Список используемой литературы

1. Гетопанов В.Н. Горные и транспортные машины. /В.Н. Гетопанов, Н.С. Гудилин, Л.И. Чугреев. – М.: Недра, 1991. – 304с.

2. Кантович Л.И. Горные машины. /Л.И. Кантович, В.Н. Гетопанов. – М.: Недра, 1995. – 304с.

3. Бурчаков А.С. Технология и механизация подземной разработки пластовых месторождений: учеб. для вузов / А.С. Бурчаков. – М.: Недра, 1989. – 430с.

4. Пастоев И.Л., Замышляев В.Ф., Еленкин В.Ф. Методические указания по выполнению курсового проекта по дисциплине «Горные машины и оборудование подземных разработок». Учебное пособие. – М., МГГУ, 2012.

5. Угольный портал WWW.COAL.DP.UA