Практичне заняття № 6 технологія, механізація та розрахунок основних параметрів очисного вибою

Під технологією очисної виїмки слід розуміти сукупність виробничих процесів, які виконуються у визначеній послідовності у просторі та часі і спрямовані на отримання готової продукції (рядового вугілля).

Виробничі процеси, що виконуються у очисному вибої (лаві): руйнування вугілля; навантаження вугілля на транспортний засіб; доставка вугілля вздовж лави; кріплення поверхні покрівлі; управління гірничим тиском; спорудження ніш; комплекс операцій на кінцевих ділянках лави; комплекс операцій по зведенню охоронних елементів та інші.

В залежності від засобів механізації очисних робіт і підтримання оголених порід у привибійному просторі існують такі способи виймання вугілля у лаві: очисним агрегатом; очисним комплексом; комплектом обладнання; відбійними молотками; вибуховими речовинами; гідромоніторами, стругами.

У теперішній час найбільш розповсюдженими способами виймання вугілля є способи виймання очисними комплексами.

Механізований очисний комплекс це сукупність взаємоув'язаних по своїм параметрам і кінематичним зв'язкам машин і обладнання, які забезпечують комплексну механізацію процесів виймання вугілля при місцевому керуванні ними.

Вибір механізованого комплексу для умов розробки конкретного пласту здійснюється на підставі порівняння його області використання з гірничо-геологічними умовами відробки цього пласту. Виїмковою машиною при комплексній механізації очисних робіт може бути як виїмковий комбайн, так і стругова установка.

Для вибору механізованого комплексу треба використовувати інформацію з додатку В, а саме: потужність пласту, кут падіння пласту, приток води, метановість та ін.

Згідно таблиці 6.1 та [6] виберіть для своїх умов розробки один із сучасних механізованих комплексів. Умови розробки приймайте для верхнього пласту свити (з найбільшим індексом).

Прогресивними напрямками розвитку технології виймання вугілля у довгих очисних вибоях на пологих пластах, окрім комплексної механізації, є виймання вугілля без ніш і без ціликів.

Після вибору засобів механізації очисних робіт накресліть схему очисного вибою у масштабі (рисунок 6.1). При цьому орієнтуйтеся на схему системи розробки (див. рисунки заняття 5).

Таблиця 6.1 – Область використання і нормативи навантаження на очисні вибої, що обладнані

комбайновими механізованими комплексами [6, 7]

Тип комплексу і область його використання по потужності пласту, м	Тип			Межі використання комплексу по потужності пласту		Межі використання комплексу по куту падіння пласту при посуванні		Навантаження на очисний вибій, т/доб
	механізо-ваного кріплення	конвеєра (скребко-вого)	виїмкової машини (комбайна)					при мінімальній потужності пласту ( )	при максимальній потужності пласту ( )
						по простяганню пласту	по падінню (повстанню) пласту
				min	max
1МКД – 90 ( 0,80...1,30)	1КД – 90	СПЦ-163	К103М	0,8	1,3	до 35о	до 10о	800	1220
		СПЦ-163	КА80	0,85	1,2	до 35о	до 10о	850	1130
		СПЦ-163	ГШ200В	0,95	1,3	до 35о	до 10о	950	1230
		СПЦ-163	УКД200	0,8	1,3	до 35о	до 10о	870	1250
		СПЦ-163	1К101У	0,9	1,3	до 35о	до 10о	850	1210
2МКД – 90 2МКД – 90Т (1,10…1,50)	2КД – 90	СПЦ-163	РКУ10	1,1	1,5	до 35о	до 10о	1120	1280
		СПЦ-163	1ГШ68	1,25	1,5	до 35о	до 10о	1150	1280
		СПЦ-163	ГШ200В	1,1	1,5	до 35о	до 10о	1100	1280
3МКД – 90 3МКД – 90Т (1,35…2,0)	3КД–90	СПЦ-301М	РКУ13	1,35	2,0	до 35о	до 10о	1220	1660
		СПЦ-273	1ГШ68	1,35	2,0	до 35о	до 10о	1220	1620
1КМ103М (0,75…0,95)	1М103	СП202В1	К103М	0,75	0,95	до 35о	до 10о	790	1000
1КМТ (1,10…1,50)	МТ	СП87ПМ	1К101У	1,1	1,3	до 35о	до 10о	850	1090
		СП87ПМ	1ГШ68	1,25	1,5	до 35о	до 10о	890	1030
2КМТ (1,35…2,0)	2МТ	СП87ПМ	РКУ10	1,35	1,92	до 35о	до 10о	890	1280
1МКДД (0,9…1,6)	1КДД	СП87ПМ	РКУ10	1,1	1,6	до 35о	до 10о	880	1330
		СПЦ-163	ГШ200В	0,95	1,5	до 35о	до 10о	720	1250
		СПЦ-163	УКД200	0,9	1,3	до 35о	до 10о	870	1250
2МКДД (1,35…2,4)	2КДД	СП87ПМ	РКУ13	1,35	2,4	до 35о	до 10о	1030	1570
		СПЦ-273	2ГШ68Б	1,4	2,4	до 35о	до 10о	1070	1580

8^о

Рисунок 6.1 – Схема лави

На схемі лави повинні бути зображені: транспортна дільнична виробка; вентиляційна виробка (по якій подається повітря); очисний вибій з обладнанням для виймання вугілля; засоби охорони підготовчих виробок; вироблений простір. Орієнтовно приймати ширину підготовчих виробок 5 метрів. Довжину лави приймати по довжині механізованого комплексу у поставці. Для комплексів МКД – 90 і КМТ це 200м, для КМ103М – 170м.

Розрахунок добового навантаження на очисний вибій

Навантаження на очисний вибій обладнаний комбайновим механізованим комплексом треба визначати за формулою:

, т/доб, (6.1)

де n – число змін по видобутку вугілля у добу;

T – тривалість зміни, хв;

Т_пз – час на підготовчо-заключні операції в зміну, хв, (15-20 хв);

Т_п – сумарний час технологічних перерв, організаційно-технічних простоїв, що враховуються, у зміну, хв (10-15 хв);

Т_о– час на відпочинок, хв, (15 хв у зміну);

К_н – коефіцієнт надійності механізованого комплексу і засобів транспорту на виїмковій дільниці (формула 6.2);

L – довжина лави, м;

r – ширина захвату виконавчого органа комбайна, м;

m – потужність пласту, що виймається, м;

 – середня щільність вугілля, т/м³;

с – коефіцієнт виймання вугілля в лаві (0,98);

L_м – довжина машинної частини лави (без урахування сумарної довжини верхньої і нижньої ніш, яка дорівнює приблизно 10 м), м;

_р - робоча швидкість подачі комбайна, м/хв [6];

_т – маневрова швидкість подачі комбайна при зачищенні лави [6], м/хв, (при роботі комбайна по човниковій схемі – не враховується);

t_В – час на допоміжні операції, віднесені до 1 м довжини машинної частини лави, хв/м, (0,1 хв/м);

t – тривалість кінцевих операцій для підготовки лави до наступного циклу, хв, (15-20 хв).

Коефіцієнт надійності механізованого комплексу по технічних відказах визначається за формулою:

(6.2)

де К_к – коефіцієнт готовності комбайна (0,94);

К_кр – коефіцієнт готовності механізованого кріплення (0,93);

К_кл – коефіцієнт готовності конвеєра лави (0,94);

К_П – коефіцієнт готовності сполучення з перевантажувачем (0,94);

n_к – число конвеєрів на транспортній виробці;

К_лк – коефіцієнт готовності стрічкового конвеєра на транспортній виробці (0,97).

Робочу швидкість подачі комбайна треба приймати з урахуванням фактичного опору вугілля різанню. Отриману величину навантаження на очисний вибій необхідно перевірити по газовому фактору [8].

Максимально допустиме навантаження на очисний вибій по газовому фактору необхідно визначати за формулою:

т/доб, (6.3)

де I_р і А_р – абсолютна метановість (м³/хв) і навантаження на лаву (т/доб) при якій була визначена метановість (задана в початкових даних);

С – допустима по ПБ концентрація метану у витікаючому струмені повітря, С = 1,0 %;

С_о – концентрація метану в струмені повітря, що поступає, С_о = 0,05%;

Q_p – максимальна витрата повітря в лаві, м³/хв.

Q_p = Q_max ∙k_оз= 60 ∙ S_оч.min ∙V_max ∙ k_оз , м³/хв, (6.4)

де S_оч.min – мінімальна площа поперечного перетину привибійного простору лави (приймати згідно [8]), м²;

k_оз – коефіцієнт, що враховує рух повітря по частині виробленого простору, приймати k_оз = 1,25;

V_max – максимально допустима по ПБ швидкість руху повітря по лаві, V_max = 4,0 м/с.

Якщо розраховане значення А_max менше ніж прийняте навантаження, то необхідно передбачити зниження абсолютної метановості лави (I_р) за допомогою штучної дегазації:

I ^/_р = I_р ∙ k_дег , м³/хв, (6.5)

де k_дег – коефіцієнт штучної дегазації, змінюється від 0,4 до 0,8.

За формулою (6.3) треба розрахувати максимальне навантаження по газовому фактору (А_max) з урахуванням дегазації, для чого у формулу (6.3) замість I_р підставити I ^/_р .

Максимальне навантаження по газовому фактору порівняти з нормативним навантаженням. При цьому повинна воконуватися умова А_max ≤ А_доб.

По таблиці 6.1 або [7] прийняти нормативне навантаження (А_н) на очисний вибій. При відхиленні значення потужності пласта від табличних (табл. 6.1) зробити відповідне корегування нормативного навантаження на очисний вибій.

Корегування нормативного навантаження на очисний вибій за потужністю вугільного пласту [7]:

, т/добу, (6.6)

де: − потужність пласту, що виймається, м;

− нормативне навантаження на очисний вибій для конкретної виїмкової дільниці, т/доб.;

і − відповідно нижня й верхня межі застосування виїмкової машини по потужності пласту (табл. 6.1), м;

і − нормативні (табличні) навантаження, які відповідні нижній і верхній межам застосування виїмкової машини за потужністю вугільного пласту (табл. 6.1), т/добу.

Розраховане нормативне навантаження (А_н) в даних умовах порівняти з прийнятим (А_доб.).

При А_доб.>А_н остаточно прийняти А_доб .

При А_доб.<А_н прийняти А_н.

Кількість циклів, що виконують за добу, визначається за формулою:

, т/доб, (6.7)

де А_ц - видобуток вугілля, що отримується при виїмці одного циклу, т.

Видобуток вугілля, що отримують з одного циклу визначається за формулою:

А_ц = L∙m ∙γ ∙n ∙r ∙с, т/цикл, (6.8)

де L – довжина лави, м;

m – потужність пласта вугілля, м;

n – кількість смуг, що виймаються за цикл;

r – ширина виконавчого органу комбайну, м;

 – щільність вугілля, т/м³;

с – коефіцієнт вилучення вугілля (с=0,96-0,97).