5.3. Расчёт нагрузки на лаву

Нагрузка на лаву зависит от производительности выемочного оборудования и степени его использования, горнотехнических условий разработки, типа крепи, надёжности работы всех составных элементов технологической схемы. Степень использования комбайна оценивается коэффициентом машинного времени. С учётом изложенного, нагрузка на лаву, т/сут:

А_л=q*К_м*Т_см*n_см

где q- теоретическая производительность комбайна, применяется с учетом скорости подачи комбайна q_п- пропускная способность транспорта и скорости крепления q_кр; К_м- коэффициент машинного времени; Т_см- продолжительность смены, ч; n_см- число побочных смен в сутки.

Удельные затраты электроэнергии на выемку угля очистным комбайном рассчитывается по эмпирической зависимости, кВт ч/т:

H_w =0,001 A_p (0,12/m+0,2),

где А_r=180 кН/м-среднее значение сопротивляемости резанию с учётом породных прослойков и отжима угля;

m=1,2 м- мощность пласта (для удобства расчётов используем большее значение величины мощности пласта). Подставим следующее значения:

H_w=0,01*180 (0,12/1,2+0,2)=0.54 кВт ч/т

Найдем расчётную скорость подачи очистного комбайна по формуле:

V_п^р=Р/(60m*r*K_r*γ*H_w),

где Р=132 кВт- устойчивая мощность электродвигателя комбайна.

m=1,2м- мощность пласта;

r=0,8 м- ширина захвата;

K_r=0,90…0,95=0,92= коэффициент использования захвата

V_п^р=132/(60*1,2*0,8*0,92*1,3*0,54)=3.55 м/мин

Определяя скорость подачи с учётом ограничивающих факторов. Т.е. получение скорости не должна превышать максимально технически допустимого значения рабочей скорости комбайна, приведенной в таблице, а также должна быть проверена по пропускной способности скребкового и ленточного конвейеров.

Основные параметры конвейеров по таблице:

Скребковые			Ленточные
Тип конвейера	Производительность, т/час	Коэффициент готовности, Kr	Тип конвейера	Производительность, т/час	Коэффициент готовности, Kr
СП 202	500	0,94	2ЛТ80	6,5	0,96

Ограничение на скорость подачи комбайна по производительности скребкового конвейера:

V_к.с.=Q_к/60*m*r*K_r* γ= 500/60*1,2*0,8*0,92*1,3= 7.26 м/мин

Ограничение на скорость подачи комбайна по приемной способности ленточных конвейеров, м/мин:

V_к.л.=q_к* γ_н/m*r*K_r* γ_н=6,5*1,3/1,2*0,8*0,92*1,3=7.34 м/мин

где γ_н- приемная способность ленточного конвейера, м³/мин; γ_н-насыпная плотность горной массы (1,0…12 т/м³).

За максимально допустимую скорость подачи комбайна принимается наименьшее из полученных значений т.е.

V_n=min { V_п^р , V_т,V_к.л , V_к.с.}

V_т=5 м/мин ,техническая возможная скорость подачи комбайна

Тогда V_n=3.55 м/мин

Производительность комбайна с учетом скорости крепления, т/мин:

q_кр=m*r*K_r*V_кр*γ.

Скорость крепления определяем по формуле:

V_кр= V_кр^р*k_п

Расчетная скорость крепления V_кр^р зависит от типа крепи, устойчивости кровли, степени ёё трещиноватости и мощности пласта.

Тип крепи	Расчетная скорость, м/мин при			Коэффициент готовности
	неустойчивых	средней устойчивости	устойчивых
Донбасс-М	-	2,3	4,6	0,90

Принимаем при среднеустойчивых пород K_r=1.0…0,7=1.0 (коэффициент, учитывающий снижение скорости крепления по условия недостаточно несущей способности почвы); V_кр^р =2,3 м/мин, тогда имеем:

V_кр =2,3*1.0=2.3 м/мин

Теперь найдем производительность комбайна с учетом скорости крепления по вышеуказанной формуле, и, подставив необходимые значения, получим:

q_кр =1,2*0,8*0,92*2.3*1,3=2.64 т/мин

Производительность комбайна по скорости подачи, т/мин:

q_п=m*r*K_r*V_п* γ=1,2*0,8*0,92*3.55*1,3=4.08

Окончательное значение минутной производительности комбайна принимается при q_кр<q_п:

q=( q_п+2 q_кр)/3=(4.08+2*2.64)/3=3.12

Расчетную скорость комбайна находим по формуле:

V_р=q/m*r*K_r* γ=3,12/1,2*0,8*0,92*1,3=2.71 м/мин

Для условий принимаем следующие исходные данные, необходимые для расчёта коэффициента готовности и коэффициента машинного времени:

t_з=0 мин -время на зачистку лавы;

t_ко=35 мин -время на выполнение концевых операций;

ϻ_к=0,8 -коэффициент готовности комбайна

ϻ_кр=0,9 -коэффициент готовности крепи;

ϻ_п.кр.=0,85 -коэффициент готовности по процессу крепления за комбайном, зависит от ряда факторов, в том числе и связанного с ним допустимого отставания крепления лавы и расчётной скорости: при V_кр^р /V_р≥1 (а у нас выполняется это условие) значение ϻ_п.пр можно ориентировочно принять при устойчивых породах 0,75…1,0;

ϻ_к.у..=0,97 -коэффициент готовности участковой конвейерной линии;

ϻ_у.б.=1,0 -коэффициент готовности лавы по фактору переполнения участкового бункера;

ϻ_пр=1,0 -коэффициент готовности лавы по проветриванию, принимается по категорийности шахтных предприятий.( метанообильность 5,3 м³/т, тоесть категория 2).

Рассчитываем ϻ₁ по проведенной ниже формуле:

ϻ₁=[1+

µ₁=(1+0,27+0,25+0,11+0,11+0,3+0,18+0+0) =0,45

Найдем µ_2. Для этого пока найдём промежуточные значения, имея такие коэффициенты:

-весовые коэффициенты учитывая ряд горнотехнических факторов: систему разработки, наличие или отсутствие крепи сопряжения, способа проведения выработки;

µ_с.э.­=0,98- коэффициент готовности эталонного сопряжения (для пород средней устойчивости);

µ_ш.тр.=0,90 –коэффициент готовности по общешахтному транспорту;

Т_орг=0,12Т_см=0,12*60*6=43,2

Т_орг- суммарная длительность регламентированных организационных перерывов за смену, мин;

µ₂=µ_ск=µ_с.в.=µ_с –коэффициенты готовности лавы с конвейерными и вентиляционными штреками.

Найдем µ_с по формуле:

_.µ_с=µ_с.э.-µ_с.э.­(1-µ_с.э.) =0,98-0,98(1-0,98)*10=0,78

µ₂=

µ₂=(1-43,2/360)*0,78*0,78*0,78=0,42

Имея µ₁-коэффициент готовности очистного забоя по группе последовательных перерывов, происходящих в момент работы комбайна;

µ₂-коэффициент готовности очистного забоя по группе параллельных перерывов, возникающих с одинаковой вероятностью как при работе комбайна, так и при его остановке, найдем сменный коэффициент машинного времени К_м:

К_м=

К_м=0,35

Теперь мы уже нашли все необходимые значения и, подставив их в основную формулу, получим нагрузку на лаву:

А_л=q*К_м*Т_см*n_см=3,12*0,35*6*60*3=1179.36 т/сут

n_о.з.=