8.10 Самовозгорание углей.

В соответствии с заключением РосНИИГД № 511 от 25.11.2008 г. по результатам исследований пласты Бреевский и Толмачевский не склонны к самовозгоранию.

8.11 Выбросо- и удароопасность

В соответствии с заключением ВостНИИ от 14.09.1993 г. «О критической глубине проявления внезапных выбросов угля и газа при разработке угольных пластов в пределах поля шахты «Полысаевская» по степени метаморфизма, глубине залегания метановой зоны, градиенту нарастания природной газоносности и петрографическому составу критическая глубина проявления внезапных выбросов при разработке пластов Бреевского и Толмачевского составляет 560 м от дневной поверхности и проходит по изогипсам угольных пластов с отметкой -300 м (абс.).

В соответствии с заключением ОАО ВНИМИ №26 от 31.05.2010 г., на основании результатов выполненных исследований по оценке удароопасности, пласты Бреевский и Толмачевский относятся к угрожаемым по горным ударам с глубины 230 м от поверхности.

Спец часть

"Обоснование целесообразности применения очистного комбайна мирового уровня в условиях шахты "Полысаевская" ОАО «СУЭК-Кузбасс»

Расчет нагрузки на очистной забой, оборудованный узкозахватным комбайном EIKHOFF SL 300 с механизированной или индивидуальной крепью МКЮ.2Ш-13/27.

Общая установленная мощность	445 кВт
Мощность электродвигателя резания	400 кВт
Гарантированная скорость подачи при резании	не менее 2,4 м/мин
Рабочее напряжение двигателя	990 В -20+10 % / 50 Гц
Высота комбайна	870 мм
Тип подающей комбайна	электрическая, с двигателем постоян. тока
Максимальное тяговое усилие	315 кН
Частота вращения режущих органов	56 об/мин
Диаметр режущих органов	1150 - 1400 мм
Ширина захвата режущего	845 мм
Вес комбайна	36000 кг

Расчет нагрузки на очистной забой, оборудованный узкозахватным комбайном с механизированной или индивидуальной крепью, основан на использовании зависимостей, связывающих нагрузку на забой с горно-геологическими условиями, параметрами добычного и транспортного оборудовании. Расчет нагрузки на забой в конкретных горно-геологических условиях производится на основе определения минутной производительности комбайна с учетом ограничений по скорости крепления забоя и коэффициента машинного времени.

Среднесуточная нагрузка на очистной забой определяется по формуле:

где A_см – среднесменная нагрузка на очистной забой, т;

n_см – количество добычных смен в сутки.

Среднесменная нагрузка на очистной забой определяется по формуле:

где Т_см – длительность рабочей смены, мин;

q – средняя производительность комбайна, т/мин;

K_м – сменный коэффициент машинного времени комбайна по выемке угля (без учета дополнительных простоев в конце цикла из-за ожидания окончания крепления лавы);

m – вынимаемая мощность пласта (с учетом мощности породных прослойков и присечки боковых пород), м;

γ – плотность угля в пласте вместе с породными прослойками, т/м³;

r – ширина захвата комбайна, м;

K_r – коэффициент использования ширины захвата (принимается равным 0,93 в лавах, работающих по восстанию, и равным 1,0 – во всех остальных случаях);

μ_кр – коэффициент готовности процесса крепления лавы;

V_кр – скорость крепления лавы, м/мин.

Скорость подачи комбайна SL 300 при сопротивляемости угля резанию 200 кН/м:

где m –заданное значение вынимаемой мощности пласта, м;

m₁, m₂ – соответственно минимальное и максимальное значения вынимаемой мощности пласта, м;

V_п.пр1, V_п.пр2 – значения скорости подачи комбайна, соответствующие m₁ и m₂, м/мин.

Расчет скорости подачи по допустимому тяговому усилию производится по формуле:

где F_п – составляющая сила резания в направлении подачи комбайна, тс;

F_т – тяговое усилие подающей части, тс;

G – масса комбайна, т;

α – угол падения пласта при работе по простиранию, град (при работе по падению или восстанию принимается равным нулю).

Скорость подачи комбайна рассчитывается по формуле:

где K_в.п – коэффициент увеличения скорости подачи комбайна при выемке хрупких и весьма хрупких углей (K_в.п = 1,15 – при хрупких углях; K_в.п = 1,30 – при весьма хрупких углях; K_в.п = 1,0 – при вязких углях).

V_п.пр – скорость подачи комбайна, рассчитанная по мощности привода, м/мин;

V_п.тяг – скорость подачи комбайна, рассчитанная по допустимому тяговому усилию, м/мин;

Производительность комбайна:

где K_r – коэффициент использования ширины захвата (принимается равным 0,93 в лавах, работающих по восстанию, и равным 1,0 во всех остальных случаях);

γ – плотность угля в пласте с породными прослойками, т/м³;

r – ширина захвата комбайна, м;

m – вынимаемая мощность пласта (с учетом мощности породных прослойков и присечки боковых пород), м.

Скорость крепления очистного забоя определяем по формуле:

где - скорость крепления при последовательной схеме передвижки крепи и устойчивых боковых породах, м/мин;

К_сх – коэффициент, учитывающий схему передвижки крепи. При последовательной схеме передвижки крепи К_сх = 1;

К_уп – коэффициент снижения скорости крепления с увеличением падения пласта:

К_уп = 1 – 0,013·(22 – 9) = 0,831;

К_уст – коэффициент снижения скорости крепления при неустойчивых породах кровли (К_уст = 0,85 – при неустойчивых породах; в остальных случаях К_уст = 1).

Коэффициент готовности сопряжений очистного забоя с прилегающими выработками (транспортной и вентиляционной) определяем по формуле:

где μ_э.с – коэффициент готовности эталонного сопряжения, принимается равным 0,98 для кровель средней устойчивости;

К_l – коэффициент увеличения времени простоев очистного забоя при действии l-го технологического фактора, осложняющего поддержание сопряжения.

1. С вентиляционной выработкой

2. С транспортной выработкой

Коэффициент готовности очистного забоя по фактору «отказы на сборных конвейерных линиях» принимаем равным μ_сб = 0,9. Коэффициент готовности очистного забоя по фактору «переполнение капитального бункера» принимаем равным μ_к.б. = 0,95.

Коэффициент готовности очистного забоя по группе параллельных перерывов определяем по формуле:

где Т_п.з. – затраты времени на выполнение подготовительно-заключительных операций, мин (Т_п.з = 15…25 мин);

μ_с.э – коэффициент готовности системы электроснабжения (μ_с.э = 0,965);

Коэффициент готовности комбайна SL 300 принимаем равным μ_к = 0,89. Коэффициент готовности механизированной крепи МКЮ.2Ш-13/27 принимаем равным μ_кр = 0,92.

где n_л.к – количество ленточных конвейеров в участковой конвейерной линии;

Коэффициент готовности скребкового перегружателя:

Коэффициент готовности участковой конвейерной линии, состоящей из скребкового перегружателя и конвейера на штреке:

Коэффициент готовности процесса крепления за комбайном μ_п.кр принимаем равным 0,9. Коэффициент готовности очистного забоя по фактору «переполнение участкового бункера» μ_у.б принимаем равным 0,96. Коэффициенты μ_о.п и μ_п.п принимаем равными 1,0, так как в системе общешахтного транспорта применяются конвейеры. Коэффициент готовности процесса по фактору проветривания μ_пр = 1,0 (шахта относится к I категории по относительной метанообильности).

Затраты времени на неперекрываемые технологические перерывы:

где t_всп – затраты времени на вспомогательные операции, мин/м (от 0,05 до 0,06 мин/м);

t_обм – затраты времени на обмен партии вагонеток, мин/м (от 0,06 до 0,24 мин/м);

t_взр – затраты времени на заряжание, взрывание шпуров в нишах и проветривание лав, мин (t_взр = 30…40 мин). При применении самозарубающихся комбайнов t_взр = 0;

θ_зач – затраты времени на зачистку лавы, мин (при односторонней схеме работы θ_зач = l_л/0,85·V_п.доп);

θ_к.о – продолжительность подготовки комбайна к выемке следующей полосы, мин/цикл. Для очистных забоев, оборудованных комплексами типа МКЮ.2Ш-13/27 при среднеустойчивой кровли θ_к.о = 26 мин;

θ_о.кр – продолжительность ожидания окончания крепления лавы, мин.

Коэффициент готовности очистного забоя по группе последовательных перерывов:

Соотношение коэффициентов μ₁ и μ₁₁ определяется по формуле:

Сменный коэффициент машинного времени:

Сменная нагрузка на очистной забой:

Суточная нагрузка на очистной забой определяем по формуле:

Расчет нагрузки на очистной забой, оборудованный узкозахватным комбайном EIKHOFF SL 500 с механизированной или индивидуальной крепью МКЮ.2Ш-13/27.

Установленная мощность комбайна	940 кВт
Вынимаемая мощность пласта	2000 - 3200 мм
Мощность электродвигателей резания	2х400 кВт
Мощность электродвигателей подачи	2х54 кВт
Гарантированная скорость подачи при резании	2,5 м/мин
Скорость подачи маневровая	0-12 м/мин
Рабочее напряжение двигателя	990 В -20+10 % / 50 Гц
Тип подающей комбайна	электрическая, с двигателем постоян. тока
Высота комбайна	1500 мм (1750 - с системой пылеотсоса)
Максимальное тяговое усилие	554 кН
Диаметр режущих органов	1600 мм
Ширина захвата режущего	850 мм
Вес комбайна	68000 кг

Расчет нагрузки на очистной забой, оборудованный узкозахватным комбайном с механизированной или индивидуальной крепью, основан на использовании зависимостей, связывающих нагрузку на забой с горно-геологическими условиями, параметрами добычного и транспортного оборудовании. Расчет нагрузки на забой в конкретных горно-геологических условиях производится на основе определения минутной производительности комбайна с учетом ограничений по скорости крепления забоя и коэффициента машинного времени.

Среднесуточная нагрузка на очистной забой определяется по формуле:

где A_см – среднесменная нагрузка на очистной забой, т;

n_см – количество добычных смен в сутки.

Среднесменная нагрузка на очистной забой определяется по формуле:

где Т_см – длительность рабочей смены, мин;

q – средняя производительность комбайна, т/мин;

K_м – сменный коэффициент машинного времени комбайна по выемке угля (без учета дополнительных простоев в конце цикла из-за ожидания окончания крепления лавы);

m – вынимаемая мощность пласта (с учетом мощности породных прослойков и присечки боковых пород), м;

γ – плотность угля в пласте вместе с породными прослойками, т/м³;

r – ширина захвата комбайна, м;

K_r – коэффициент использования ширины захвата (принимается равным 0,93 в лавах, работающих по восстанию, и равным 1,0 – во всех остальных случаях);

μ_кр – коэффициент готовности процесса крепления лавы;

V_кр – скорость крепления лавы, м/мин.

Скорость подачи комбайна SL 300 при сопротивляемости угля резанию 200 кН/м:

где m –заданное значение вынимаемой мощности пласта, м;

m₁, m₂ – соответственно минимальное и максимальное значения вынимаемой мощности пласта, м;

V_п.пр1, V_п.пр2 – значения скорости подачи комбайна, соответствующие m₁ и m₂, м/мин.

Расчет скорости подачи по допустимому тяговому усилию производится по формуле:

где F_п – составляющая сила резания в направлении подачи комбайна, тс;

F_т – тяговое усилие подающей части, тс;

G – масса комбайна, т;

α – угол падения пласта при работе по простиранию, град (при работе по падению или восстанию принимается равным нулю).

Скорость подачи комбайна рассчитывается по формуле:

где K_в.п – коэффициент увеличения скорости подачи комбайна при выемке хрупких и весьма хрупких углей (K_в.п = 1,15 – при хрупких углях; K_в.п = 1,30 – при весьма хрупких углях; K_в.п = 1,0 – при вязких углях).

V_п.пр – скорость подачи комбайна, рассчитанная по мощности привода, м/мин;

V_п.тяг – скорость подачи комбайна, рассчитанная по допустимому тяговому усилию, м/мин;

Производительность комбайна:

где K_r – коэффициент использования ширины захвата (принимается равным 0,93 в лавах, работающих по восстанию, и равным 1,0 во всех остальных случаях);

γ – плотность угля в пласте с породными прослойками, т/м³;

r – ширина захвата комбайна, м;

m – вынимаемая мощность пласта (с учетом мощности породных прослойков и присечки боковых пород), м.

Скорость крепления очистного забоя определяем по формуле:

где - скорость крепления при последовательной схеме передвижки крепи и устойчивых боковых породах, м/мин;

К_сх – коэффициент, учитывающий схему передвижки крепи. При последовательной схеме передвижки крепи К_сх = 1;

К_уп – коэффициент снижения скорости крепления с увеличением падения пласта:

К_уп = 1 – 0,013·(22 – 9) = 0,831;

К_уст – коэффициент снижения скорости крепления при неустойчивых породах кровли (К_уст = 0,85 – при неустойчивых породах; в остальных случаях К_уст = 1).

Коэффициент готовности сопряжений очистного забоя с прилегающими выработками (транспортной и вентиляционной) определяем по формуле:

где μ_э.с – коэффициент готовности эталонного сопряжения, принимается равным 0,98 для кровель средней устойчивости;

К_l – коэффициент увеличения времени простоев очистного забоя при действии l-го технологического фактора, осложняющего поддержание сопряжения.

1. С вентиляционной выработкой

2. С транспортной выработкой

Коэффициент готовности очистного забоя по фактору «отказы на сборных конвейерных линиях» принимаем равным μ_сб = 0,9. Коэффициент готовности очистного забоя по фактору «переполнение капитального бункера» принимаем равным μ_к.б. = 0,95.

Коэффициент готовности очистного забоя по группе параллельных перерывов определяем по формуле:

где Т_п.з. – затраты времени на выполнение подготовительно-заключительных операций, мин (Т_п.з = 15…25 мин);

μ_с.э – коэффициент готовности системы электроснабжения (μ_с.э = 0,965);

Коэффициент готовности комбайна SL 500 принимаем равным μ_к = 0,89. Коэффициент готовности механизированной крепи МКЮ.2Ш-13/27 принимаем равным μ_кр = 0,92.

где n_л.к – количество ленточных конвейеров в участковой конвейерной линии;

Коэффициент готовности скребкового перегружателя:

Коэффициент готовности участковой конвейерной линии, состоящей из скребкового перегружателя и конвейера на штреке:

Коэффициент готовности процесса крепления за комбайном μ_п.кр принимаем равным 0,9. Коэффициент готовности очистного забоя по фактору «переполнение участкового бункера» μ_у.б принимаем равным 0,96. Коэффициенты μ_о.п и μ_п.п принимаем равными 1,0, так как в системе общешахтного транспорта применяются конвейеры. Коэффициент готовности процесса по фактору проветривания μ_пр = 1,0 (шахта относится к I категории по относительной метанообильности).

Затраты времени на неперекрываемые технологические перерывы:

где t_всп – затраты времени на вспомогательные операции, мин/м (от 0,05 до 0,06 мин/м);

t_обм – затраты времени на обмен партии вагонеток, мин/м (от 0,06 до 0,24 мин/м);

t_взр – затраты времени на заряжание, взрывание шпуров в нишах и проветривание лав, мин (t_взр = 30…40 мин). При применении самозарубающихся комбайнов t_взр = 0;

θ_зач – затраты времени на зачистку лавы, мин (при односторонней схеме работы θ_зач = l_л/0,85·V_п.доп);

θ_к.о – продолжительность подготовки комбайна к выемке следующей полосы, мин/цикл. Для очистных забоев, оборудованных комплексами типа МКЮ.2Ш-13/27 при среднеустойчивой кровли θ_к.о = 26 мин;

θ_о.кр – продолжительность ожидания окончания крепления лавы, мин.

Коэффициент готовности очистного забоя по группе последовательных перерывов:

Соотношение коэффициентов μ₁ и μ₁₁ определяется по формуле:

Сменный коэффициент машинного времени:

Сменная нагрузка на очистной забой:

Суточная нагрузка на очистной забой определяем по формуле:

Расчет нагрузки на очистной забой, оборудованный узкозахватным комбайном JOY 4 LS 20 с механизированной или индивидуальной крепью МКЮ.2Ш-13/27.