1.6 Технология, механизация и организация очистных работ

Выбор средств комплексной механизации очистных работ следует обосновывать применительно к горно-геологическим условиям одного из разрабатываемых пластов шахтного поля.

Учитывая режим работы шахт Донбасса, принимаем 4-х сменный режим работы шахты, три смены по добыче угля и одна ремонтная.

Наиболее прогрессивным способом добычи угля, является применение комплекса очистного оборудования.

Исходя из горно-геологических параметров: мощность пласта – 0,95м, угол падения 18°, длины лавы 180 метров, целесообразно будет применить для добычи угля механизированный комплекс КД-80.

В состав комплекса входят: узкозахватный комбайн типа КА-80 с шириной захвата 0,8м, механизированная крепь типа М-88, забойный скребковый конвейер типа К1БЦ с зачистными лемехами и кабелеукладчиком, крепи сопряжения лавы со штреками или прилегающими подготовительными выработками, электрическое и гидравлическое оборудование, смонтированное на энергопоезде в штреке.

Механизированная крепь М-88 – поддерживающего типа, рамной конструкции, агрегатированная. Она состоит из однотипных двухстоечных секций, снабжённых у основания гидродомкратом двухстороннего действия 5 для передвижки секций и конвейера. Кроме двух стоек и домкрата передвижения каждая секция имеет литое основание 6, верхнее сплошное перекрытие 8 с рессорной консолью, ограждение 7, гидравлическую аппаратуру и гидропроводку. Каждая стойка имеет блок с предохранительным и обратноразгрузочными клапанами.

Комбайн КА-80 предназначен для механизации выемки угля в лавах на пластах мощностью 0.85-1.2 с углом падения до 35° при подвигании забоя по простиранию и до 18° по падению и восстанию при сопротивляемости угля резанию до 2 кН/см.

1.7 Определение параметров очистного забоя

Нагрузка на очистной забой с механизированным комплексом определяется из выражения:

где n – число смен по добыче угля в сутки (n=3);

Т – длительность смены, мин (360 мин при шестичасовой смене);

Тпз – время на подготовительно-заключительные операции в смену (15

мин);

Тп – суммарное время учитываемых технологических перерывов и орга-

низационно-технологических простоев в смену (15 мин);

То – время на отдых (15 мин в смену);

Кн – коэффициент надёжности механизированного комплекса и средств транспорта на выемочном штреке (0,78);

L – длина лавы (180 м);

r – ширина захвата исполнительного органа выемочной машины (0,8 м);

m – вынимаемая мощность пласта, м (0,95 м);

γ - средняя плотность угля 1,37 т/м3;

С – коэффициент извлечения угля в лаве (0,98);

Lм – длина машинной части лавы (170 м);

Vp – рабочая скорость подачи комбайна (2,9 м/мин);

Vм – маневровая скорость подачи комбайна при зачистке лавы (4,7 м/мин);

tв – время на вспомогательные операции, отнесённые к 1 м длины машинной части лавы (0,1 мин);

t – продолжительность концевых операций для подготовки лавы к следующему циклу (20 мин).

Коэффициент эксплуатационной надёжности:

где Кк – коэффициент готовности комбайна (0,94);

Км.к. – коэффициент готовности механизированной крепи (0,93);

Кк.л. – коэффициент готовности конвейера лавы (0,94);

Кп – коэффициент готовности крепи сопряжения с перегружателем (0,94);

Кл.к. – коэффициент готовности ленточного конвейера на транспортной

выработке (0,97);

n – число конвейеров в транспортной цепи (n=3).

т.сут

Рабочую скорость подачи комбайна принимать с учетом фактической сопротивляемости угля резанию по справочнику.

Рабочую скорость подачи комбайна необходимо скорректировать со скоростью передвижения механизированной крепи с учетом состояния пород кровли и почвы пласта, м/мин

где v_кр – средняя скорость передвижения крепи, м/мин;

v_расч – расчетная скорость передвижения крепи, принимать по данным справочника, м/мин;

К_пл – коэффициент учитывающий уменьшения скорости передвижения крепи в зависимости от состояния почвы и кровли пласта

м/мин

скорость подачи комбайна и средняя скорость передвижения крепи, сопоставляется и принимается наименьшее значение для определения нагрузки на лаву.

Полученную величину нагрузки на очистной забой необходимо проверить по фактору проветривания.

Максимально допустимую нагрузку на очистной забой по газовому (метановому) фактору необходимо определять по формуле:

,

где I_p и A_p – абсолютная метанообильность (м³/мин) и нагрузка на лаву (т/сут) при которой была определена метанообильность (задана в исходных данных);

С – допустимая по ПБ концентрация метана в исходящей струе воздуха, С = 1,0%;

С₀ – концентрация метана в поступающей струе воздуха, С₀ = 0,05%;

Q_p – максимальный расход воздуха в лаве, м³/мин.

где S_{оч. min} – минимальная площадь поперечного сечения лавы, м². принимаем по справочнику

k₀₃ – коэффициент учитывающий движение воздуха по части выработанного пространства, принимать k₀₃ = 1.25

v_max – максимально допустимая по ПБ скорость движения воздуха по лаве, v_max = 4 м/с

т. сут

Прогрессивность принятых решений оценивать сравнением полученных результатов с нормативной нагрузкой.

Установленную нормативную нагрузку (АН) в данных условиях сравнить с принятой (А)

При А>AН окончательно принять А

При А<АН принять АН.

Зная суточную добычу, определить месячную и годовую нагрузку, а также суточное, месячное, годовое подвигание лавы с учетом ее длины.

Нормативы нагрузки на очистной забой определены с учетом вынимаемой мощности пласта, устойчивости непосредственной кровли, прочности почвы, сопротивляемости угля резанию, длины очистного забоя, типа крепи очистного забоя, и выемочной машины

В конкретных условиях, если хотя бы один фактор отличается от принятых при составлении таблиц нормативов нагрузки на очистной забой, А_Н, т/сут, определяется по формуле

где А₀ – норматив нагрузки на очистной забой. При отличии вынимаемой мощности от значений, приведенных в таблицах справочника, определяется по интерполяционной формуле

где m₁, m₂ – соответственно ближайшее и большее табличные значения вынимаемой мощности пласта, м;

А₁, А₂ – табличные значения нормативных нагрузок, т/сут;

а – поправка к нормативу, нагрузки при изменении длины очистного забоя на 1 м;

Δl₀₃ – разность рассчитываемой и указанной в справочнике длины очистного забоя, м;

n_см – число смен по добыче в сутки;

Т_см – продолжительность смены, мин;

1080 = 360*3 – продолжительность работы очистного забоя принятая при расчете табличных значений нормативов нагрузки, мин;

γ – плотность горной массы в массиве без учета пресекаемых боковых пород, т/м3

К – коэффициент уменьшения норматива нагрузки на очистной забой угольных шахт со сложными горно-геологическими условиями;

1,3 – плотность горной массы в массиве, принятая при расчете табличных значений норматива нагрузки, т/м3

т

т

зная нагрузку на лаву, необходимо определить количество циклов, выполняемых в сутки по формуле

где Q_Ц – добыча угля, получаемая при выемке одного цикла, т, определяется по формуле

где n – количество полос вынимаемых за цикл;

С - коэффициент извлечения угля (0,98)

т

Принимаем количество циклов выполняемых в сутки, равное 1.