2.2 Определение скорости подачи выемочного механизма

Рассчитываем скорость подачи комбайна по следующей методике [3].

Сопротивляемость угля резанию в призабойной части пласта определяется из выражения:

, (6.1)

где А_р – сопротивляемость угля резанию в неотжатом массиве, 2,9 кН/см;

К_от – коэффициент отжима угля, определяется по формуле:

, (6.2)

где r – ширина захвата комбайна, 0,8 [3];

m – вынимаемая мощность пласта, 1,34 м.

,

кН/м.

Определяем возможную скорость подачи комбайна по мощности привода

, (6.3)

где m₁ и m₂ – соответственно минимальное и максимальное значение вынимаемой мощности пласта для данного типа комбайна, соответственно 1,1 и 1,93 м [5],

v_ппр1, v_ппр2 – значения скорости подачи комбайна, соответствующее m₁ и m₂, при А_р<А_рф 9,6 и 7,8 м/мин [6], и при А_р>А_рф 8,2 и 4,8 м/мин.

м/мин,

м/мин.

Окончательно возможная скорость подачи комбайна, по мощности привода, при фактической сопротивляемости угля резанию определяется как

, (6.4)

где k_пк – коэффициент увеличения скорости подачи комбайна при выемке хрупких и весьма хрупких углей, 1,15 [3].

м/мин.

Определяем составляющую силы резания в направлении подачи комбайна

(6.5)

где F’_п и F”_п – составляющие силы резания в направлении подачи комбайна, 84 и 98 кН соответственно [6],

кН.

Возможная скорость подачи комбайна по допустимому тяговому усилию механизма подачи

, (6.6)

где F_т – тяговое усилие подающей части комбайна, 250 кН [6],

G – масса комбайна, 18,9 т [6],

α – угол падения пласта, при лаве расположенной по падению 8º.

м/мин.

Рассчитанная скорость больше допустимой скорости подачи 5 м/мин < 17,9 м/мин.

Повторяем расчет при F_т = 125 кН [6],

м/мин.

Окончательно принимаем скорость подачи комбайна равной 2,6 м/мин.

Возможная скорость подачи комбайна, обусловленная скоростью крепления комплексно-механизированной лавы

, (6.7)

где v_крт – скорость крепления при последовательной схеме передвижки крепи, 2,4 м/мин [3],

k_сх – коэффициент учитывающий схему передвижки крепи, 1 [3],

k_уп – коэффициент снижения скорости крепления с увеличением угла падения пласта:

k_уст – коэффициент, учитывающий устойчивость и обводненность пород кровли и почвы, k_уст = 1,0 для не обводненных пород [3].

м/мин.

Скорость подачи комбайна не ограничивается скоростью передвижения машиниста при выемке угля.

Окончательно скорость подачи комбайна при выемке угля принимаем из условия

м/мин.

2.3. Расчет объема суточной добычи угля в лаве

Величина нормативной нагрузки на очистные забои

, (6.11)

где А₀ – нормативная нагрузка на очистной забой, т/сут, равна:

, (6.12)

где m₁ и m₂ – соответствующие ближайшее меньшее и большее табличные значения вынимаемой мощности пласта, 1,25 и 1,5 м;

А₁ и А₂ – табличные значения нормативных нагрузок, 960 и 1460 т/сут,

т/сут.

а – поправка к нормативу нагрузки при изменении длины очистного забоя на 1 м, 2,4 т/сут;

∆l_оз – разность длин очистного забоя (принятой и нормативной), (200-150)=50 м;

n_см – число смен по добыче угля, 3 смены;

Т_см – продолжительность смены, 360 мин;

γ – плотность угля в массиве без учета присекаемых пород, 1,4 т/м³;

k_г – коэффициент, учитывающий горно-геологические условия, 0,9;

k_э – поправочный коэффициент зависящий от срока эксплуатации комплекса, 1 т.к. комплекс принимаем новый.

т/сут.

Расчет нагрузки на забой по производительности комбайна.

, (6.13)

t_пз – продолжительность подготовительно-заключительных операций, принимаем 30 мин;

l_л – длина лавы, ориентировочно принимаем равной длине комплекса в поставке, 220 м;

с – коэффициент извлечения угля в очистном забое, 0,98;

Т_ц – длительность цикла по выемке угля:

, (6.14)

где t_в – продолжительность выемки угля комбайном в течение цикла

, (6.15)

где Σl_н – суммарная длина ниш, 0 м.

v_п – скорость подачи комбайна при выемке угля, 2,04 м/мин

К_г – коэффициент готовности выемочного оборудования, 0,85;

∆t_во – относительные затраты времени на вспомогательные операции, отнесенные к 1 м лавы, 0,1 мин/м;

К_о – коэффициент учитывающий отдых рабочих и непредвиденные простои, 1,1 [3];

мин.

у – переменная, учитывающая схему работы комбайна, 0 [3];

t₃ – продолжительность зачистки угля комбайном в течение цикла, мин,

, (6.16)

V_пз – скорость подачи комбайна при зачистке угля, V_пз =0,8*6=4,8 м/мин;

мин.

t_к – длительность концевых операций, мин, рассчитывается на основании регрессионных зависимостей, установленных ДонУГИ (таблица 1.8 [3])

, (6.17)

_(6.18)

где h – мощность пород непосредственной кровли, 12 м;

l_у – длина участка лавы на сопряжении с пройденной в массиве выработкой, м

, (6.19)

Н – глубина заложения выработки, средняя глубина для наклонной выработки 478 м,

м,

l_упи – длина участка лавы на сопряжении с повторно используемой выработкой

м.

мин.

мин.

Так как концевые операции выполняются на обоих концах лавы рассчитываем усредненное значение затрат времени на концевые операции:

мин.

мин

т/сут

Рассчитываем нагрузка на забой по газовому фактору.

Максимально допустимая нагрузка на очистной забой по газовому фактору

, (6.20)

где q_р – относительная метанообильность, рассчитывается по формуле:

, (6.21)

где q’_пл – относительное метановыделение из разрабатываемого пласта в пределах очистного забоя, определяется по формуле:

, (6.22)

q_тр – относительное метановыделение из отбитого угля при его транспортировании по участковой выработке, ;

q_пл – относительное метановыделение из пласта, 14 м³/т;

м³/т

k_д.пл – коэффициент дегазации пласта, принимаем 0,4;

k_в.п – коэффициент, учитывающий метановыделение из выработанного пространства в призабойное пространство лавы, равен 0 для схем проветривания с направлением исходящей струи воздуха на выработанное пространство;

k – коэффициент, учитывающий возможность поступления метана из отбитого угля в лаву, равен 0 при обособленном разбавлении вредностей;

q_в.п – относительное метановыделение из смежных пластов и пропластков, вмещающих пород в выработанное пространство, 10 м³/т;

м³/т.

k_о.з – коэффициент, учитывающий движение части воздуха по выработанному пространству, примыкающему к призабойному, принимается равным 1,2;

Q_р – расход воздуха, который проходит по выработкам, рассчитывается по формуле:

_(6.23)

V_max – максимально допустимая по ПБ средняя скорость движения

воздуха в призабойном пространстве, 4 м/с;

F_оч – минимальная площадь поперечного сечения призабойного пространства лавы в свету:

, (6.24)

где F_min и F_max – соответственно минимальная и максимальная площадь поперечного сечения лавы в свету, 2,7 и 4,0 м² [3];

m’_min и m’_max – минимальная и максимальная мощность пласта, вынимаемая комплексом, 1,35 и 2,0 м.

м².

м³/мин.

т/сут.

Газовый фактор не является ограничивающим.

Производим окончательный выбор суточной нагрузки на очистной забой из условия.

т/сут.