Контрольныевопросы

1. Комплектующее оборудование очистныхкомплексов.

2. Особенностиконструкцииочистныхкомплексовдля пологихпластов.

3. Особенностиконструкцииочистныхкомплексовдля наклонных икрутопадающихпластов.

4. Конструктивныеособенностиагрегатов.

5. Этапывнедренияочистныхкомплексов.

6. Горнопроходческие комплексыоборудования.

7. Классификационныепризнакикомплекса проходческогооборудования.

8. Комплектующее оборудование комплекса проходческогооборудования.

Литература

1. Солод В.И.,ЗайковВ.И.,ПервовК.М. горныемашиныиавтоматизированныекомплексы.М.:Недра

2. Гетопанов В.Н.,ГудилинН.С.,ЧугреевЛ.И. Горныеитранспортныемашиныикомплексы.М . :Недра

3. КлорикьянС.Х.и др.Машиныиоборудованиедля шахт ирудников:М, МГГУ 2002.

Лекция№19

Производительностькомбайнов, комплексовиагрегатов

План занятия

1. Производительностьочистныхкомбайнов.

2. Производительностькомплексовиагрегатов.

3. Производительностьгорнопроходческихкомбайновикомплексов.

Опорныесловаитермины

Теоретическая,техническаяиэксплуатационнаяпроизводительность,скоростьподачикомбайна,фронтальнаяскоростьподачи,маневроваяскоростьподачи,коэффициенттехническивозможнойнепрерывностиработы,времяпроизводительнойработы,времяпростоев,коэффициентготовности,несовмещенныеоперации

Основнымкритериемприкачественнойоценкесуществующихиливновьсоздаваемыхочистныхмашин,комплексовиагрегатовявляетсяпроизводительность,котораяслужитглавныминаиболееважнымпараметром,характеризующимдостоинстваданноймашины(агрегата)ицелесообразностьее применениявданныхпроизводственныхусловиях.

Производительностьочистныхкомбайновикомплексов(агрегатов)вомногомзависитотгорно-геологическихигорнотехническихусловийэксплуатации,техническогоуровняданнойтехникииопределяетсявобщем случаеколичествомугля,добываемого в единицувремени.

Различаюттеоретическую,техническуюиэксплуатационнуюпроизводительность.Теоретическая производительность очистного комбайна или комплекса (агрегата) –

максимальновозможнаяпроизводительность,котораяопределяетсявединицувремени(минуту,час)приусловиинепрерывнойработыданногооборудованиясмаксимальнойвданныхусловияхэксплуатациисоскоростьюподачикомбайна(исполнительногоорганаагрегата).Приправильновыбранных,согласованныхрежимныхпараметрахоборудованиякомплексатеоретическаяпроизводительностькомплекса будетравна производительностиегоочистногокомбайна.

Теоретическаяпроизводительность(т/ч)комплексанабазеочистногокомбайна,работающегов лобуступаилисфланговымисполнительныморганом,выражаетсязависимостью

Q_фл=60mBv_пγ,

адляфронтальногоагрегата

Q_фр=60mLv_фγ,

гдеm—средняямощностьпласта,м;В—полезныйзахватисполнительногооргана,м;L—длиналавы,м;v_n—скоростьподачиочистногокомбайнавдользабоя,м/мин;v_ф—фронтальная(перпендикулярнокгрудизабоя)скоростьподачиисполнительногоорганаагрегата,м/мин;γ—плотностьуглявцелике,т/м³.

Повеличинетеоретическойпроизводительностиочистногокомбайнавыбираетсядоставочнаямашина,приэтомсчитаетсянормальным,еслиеепроизводительностьна5—10%вышепроизводительностикомбайна.Скоростьпередвижениямеханизированнойкрепитакжедолжнасогласовыватьсясоскоростьюперемещенияочистногокомбайна,впротивномслучаемеханизированнаякрепьбудетсдерживатьработукомбайна.

Дляоценкитехнико-экономическихпоказателейкомплекса(агрегата)определениетолькооднойтеоретическойпроизводительностинедостаточно,таккакработакомплексасопровож-даетсяпростоями,связаннымисвыполнениемвспомогательныхопераций,продолжительностькоторыхзависитотсхемыработыкомбайна,егоконструктивныхособенностейизатратвременинатехническоеобслуживаниеоборудования.Поэтомувдополнениектеоретическойпроизводительностивводитсяпонятие техническойпроизводительности.

Техническаяпроизводительностькомбайна,комплекса(агрегата)—этосреднечасовая(среднесменная)производительностьсучетомзатратвременинавыполнениевспомогательныхопераций,присущихданномукомбайну(комплексу),и ликвидациюотказов.

Техническаяпроизводительностьвсегда меньшетеоретической.

Техническаяпроизводительностьочистногокомбайна(т/ч)иликомплексаопределяетсяпоформуле

Q_фл.т=60mBv_пγK_т,афронтальногоагрегата (т/ч)поформуле

Q_фр.т=60mLv_фγК_т,

гдеК_Т<1—коэффициенттехническивозможнойнепрерывностиработыкомбайнаиликомплекса(агрегата),определяетсяотношениемвременипроизводительнойработыкомбайна(агрегата)ксуммарномувременипроизводительнойработыкомбайнаивременинавспомогательныеоперации,несовмещенныесработойочистногокомбайнаиликомплекса(агрегата),т.е.

К_Т=Т/(Т+Т_в.о)=1 /(1+(Т_в.оvn)/ L)

гдеТ=L/v_n—времяпроизводительнойработыочистногокомбайнавтечениецикла,мин;Т_в.о—общеевремяпростоев,связанныхстехническимобслуживаниемивыполнениемвспомо-гательныхоперацийвтечениецикла,несовмещенныхсработойочистногокомбайнаиликомплекса (агрегата),мин.

^Тв.о^=Тк.о^+Тм.о^+Тз.и^+Ту.н

гдеТ_к.о—затратывремени(мин)нанесовмещенныеконцевыеоперации(переводочистногокомбайнаизтранспортногоположенияврабочееили,наоборот,перемещениекомбайнаикрепиназабой,натяжениетяговойцепи,перемонтажпогрузочногоустройствасоднойстороныисполнительногооргананапротивоположный);Т_м.о—затратывремени(мин)наманевровыеоперации(перегонкомбайнависходноеположение,холостыеманеврыкомбайнаприсамозарубке,отводкомбайнаотуступазабоядлязаменырезцов);Т_з.и—затратывремениназаменурежущегоинструмента,мин;Т_у.н—затратывременинаустранениенеполадокинеисправностеймеханизированногокомплекса,мин.

Есликонцевыеоперацииразличнойпродолжительностисовмещенывовремени,тозатратывременинанихопределяютсяпосамойпродолжительнойоперации.Еслижеконцевыеоперациинесовмещенывовремени,тообщиезатратывременибудутравныихсумме.Вкаждомконкретномслучаезатратывременинаконцевыеоперациимогутбытьилирассчитаны,илипринятынаоснованиихронометражныхнаблюдений.Длясовременныхмеханизированныхкомплексовнабазеузкозахватныхочистныхкомбайновсошнековымисполнительныморганомвремянаконцевыеоперацииколеблетсявпределах20—25мин,адляширокозахватныхкомбайнов— 60миниболее.Для фронтальногоагрегататипаАК-3Т_к.о=0.

Длясовременныхочистныхкомбайнов,работающихпоодностороннейсхеме,

^Тм.о^=L/vп.м

гдеv_п.м—маневроваяскоростьподачи,м/мин.

Дляфронтальныхагрегатов,укоторыхпередвижкасекциймеханизированнойкрепиосуществляетсягруппамигидроцилиндроводновременноповсемуфронтузабоя,времянанесо-вмещенныеоперацииможетбытьопределенопоформуле

Т_м.о=n (t_з.о+l_ш/v_ш)

гдеп—количествогидроцилиндров,одновременноучаствующихвпередвижкесекцийкрепи;l_ш

—рабочийходштокагидроцилиндрапередвижки,м;v_ш—скоростьдвиженияштокагидро-цилиндра,м/мин;

в штоковойполости

впоршневойполости

v_ш=4q₁η₀/ π(D^2–d²);

v_ш=4q₁η_{0/ π D}²,

гдеq_1—расходжидкостинарабочийходпоршнягидроцилиндра,м³/мин;η₀—объемныйк.п. д.силовогогидроцилиндра;D—внутреннийдиаметргидроцилиндра,м;d—диаметрштокагидроцилиндра,м.

Длягидростоекмеханизированнойкрепиагрегатавремяназакреплениеиподготовкукработе органовперемещениянаходитсяизвыражения

' "

t_з.о=h_1/v_с+h₁/v_с.

' "

гдеh_1—ход штокагидростойки,м;v_сиv_с

гидростойки,м/мин.

—соответственноскоростиопусканияиподъема

ВремяназаменурежущегоинструментаТ_{з.иопределяется}нормативамирасходарезцовивременемназаменуодногорезца.Длянаиболеераспространенныхрезцов,выпускаемыхнашейпромышленностью,ихудельныйрасходn_{уд(шт/т)}составляет:

Намягкихуглях(А≤ 150кН/м) n_уд=0,005—0,01

Наугляхсреднейкрепости(A≤250кН/м)....n_уд=0,01—0,1

Накрепкихивесьма крепкихуглях(А≥250кН/м)n_уд=0,1—0,25

Т_з.и=Q_цn_удtр=mBLγn_удt_р,

гдеQ_ц—количествоугля,добываемогозаодинцикл,т;t_р—времяназаменуодногорезца,мин.

Время,затрачиваемоенаустранениенеполадокинеисправностеймеханизированногокомплекса(агрегата)Т_{у.нзависит}отегонадежности,котораяхарактеризуетсякоэффициентомготовностиК_г

Т_у.н=L((1/К_г)-1)/v_п

Времяпроизводительнойработыкомплекса (мин)зациклравноT=L/v_n.

Времяпроизводительнойработыфронтальногоагрегатазацикл(мин)равноТ=l_ф/v_ф.

Учитываяэтивыраженияполучимследующиеформулыдляопределениякоэффициентатехническивозможнойнепрерывностиработыкомплексаиагрегата:

1

К_Т

¹_^Тк.о^ТК_г

1

м.о

L

• ^Тз.и

v

п

^КТ.Ф^

¹_^Тк.о

• ^Тм.о

• ^Тз.и

v

ф

К_г l_ф

гдеl_ф=l_ш—путь,проходимыйисполнительныморганомагрегатазацикл, м.

Эксплуатационнаяпроизводительность—этофактическаяпроизводительностьочистногокомбайна,комплекса(агрегата).Оназависитотстепенииспользованиятехническихвозможно-стейочистногокомплекса(агрегата)вконкретныхусловияхэксплуатации.Приопределенииэксплуатационнойпроизводительностиучитываютсяпотеривременинавыполнениевспомо-гательныхоперацийитехническоеобслуживание,атакжепотеривремени,связанныесорганизационныминеполадкаминаучастке.Эксплуатационнаяпроизводительностьвсегдаменьше техническойиопределяетсяпоформулам:

дляочистногокомбайнаимеханизированногокомплекса

Q_э=Q_флКэ=60mBv_nγK_э

дляфронтальногоагрегата

Q_э.ф=Q_фрКэ=60mLv_фγК_э,

гдеК_э—коэффициентнепрерывностиработыкомплекса(агрегата)впроцессеэксплуатациивконкретныхусловиях.

К_э=Т/(Т+Т_в.о+Т_э.о).

Или : длямеханизированногокомплекса

дляфронтальногоагрегата

К_э

1

_1^Тв.о^Т

L

1

v

э.о

n

^Кэ.ф^

_1^Тв.о^Т

l_ф

v

э.о

ф

гдеТ_э.о—затратывременинаэксплуатационныепростои,связанныесорганизационно-техническиминеувязкамииусловиямиэксплуатации,мин.

^Тэ.о^=tв^+tб.в^+tо.з^+tн.п

гдеt_в≤90мин—время,затрачиваемоенаобменвагонетокупогрузочногопунктазаодинцикл;t_б.в=25÷40мин—времянабуровзрывныеработывлавезацикл(приподготовкениш,припроизводствевзрывныхработдляослабленияугольногопласта);t_о.з=20÷30мин—времянаоформлениезабоя,установкувременнойкрепи,уборкуугляипороды,упавшихнакомбайнипочвуузабоя;t_н.п=20÷25мин—непроизводительныепотеривремени,связанныесотсутствиемпорожняка,электроэнергии,остановкойтранспортанаучастке.Величиныперечисленныхзатратвремениполученынаоснованиихронометражныхнаблюдений,дляузкозахватнойвыемкионименьше,чемдляширокозахватной.

Вобщемслучаепотеривременинаэксплуатационныеоперацииипростоиопределяютсяпоформуле

Т_э.о=t_э+t_о,

гдеt_э—затратывременинагорно-эксплуатационныеоперации(подготовкапласта,забоя,установкавременнойкрепи,буровзрывныеработыидр.);t_о—затратывременинаорганизационно-технические простои(отсутствиеэлектроэнергии,порожнякаи т.п.),мин.

t_о=

L^1

_



1_^

^vn^Кэ.о 

гдеК_э.о=0,8÷0,9—коэффициент,учитывающийэксплуатационно-технические простои.

Рис.24.1.Зависимостьтеоретической1,технической2 иэксплуатационной3производительностиочистногокомбайнаотскоростиподачи

Зависимостьтеоретической,техническойиэксплуатационнойпроизводительностиотскоростиподачиочистногокомбайна можетбытьвыраженаграфически (рис.24.1).

Сменнаяэксплуатационнаяпроизводительность(т/смену)механизированногокомплекса(агрегата)рассчитываетсяпоформуле

^Qэ.см^=(Тсм^-tп.з.о^)Qэ^,

где Т_см — продолжительность рабочей смены, ч; t_п.з.о — время на подготовительно-заключительныеоперации.Поданнымхронометражныхнаблюденийt_п.з.о=0,5ч.

Сменное подвигание забоя(м)определяетсяпоформуле

Q_см=Q_э.смВ/Q_п=Q_э.см/mLγ.

Производительностьпроходческогокомбайнаможетвыражатьсяколичествомгорноймассы,извлеченнойвединицувремени,илирасстояниемподвиганиязабоявыработкивединицувремени.Производительностьпроходческогокомбайназависитотегоконструктивныхпараметров,горно-геологическихигорнотехническихусловийэксплуатации,степенииспользованиякомбайнавовремени,организациитрудавзабоеидругихфакторов.

Теоретическаяпроизводительностькомбайнасисполнительныморганомнепрерывногодействия(типаПК-8 )определяетсяпоформулам:

Q =60v_мSγ,

Q_n=Q / Sγ=60v_м

гдеQиQ_n—теоретическаяпроизводительность,соответственнот/чим/ч;S—сечениепроводимойвыработкивчерне,м²;v_м—максимальновозможнаяскоростьподачикомбайна,м/мин;γ— плотностьдобываемойгорноймассывмассиве,т/м³.

Теоретическаяпроизводительностькомбайнасисполнительныморганомцикличногодействияопределяетсяпоформулам:

Q =3600mBv_п.мγ,

Q_n=Q / Sγ=3600 mBv_п.м/S,

гдет—высотавынимаемогослоягорноймассыприпоперечномперемещениикоронкивпроцессеработы,м(длярабочегооргана,выполненноговвидеусеченногоконуса,высотавыни-маемогослояпринимаетсяравнойсреднемудиаметруконуса);В—максимальнаяглубиназахватарабочегооргана(заглублениевмассивзабоя),м;v_n.м—максимальновозможнаяскоростьпоперечногоперемещениярабочегооргана,м/с.

Техническаяпроизводительностьпроходческогокомбайнасисполнительныморганомнепрерывногодействияопределяетсяпоформуле:

Q_т=QK_Т=60 Sv_мγK_Т,

Q_т.п=60v_мК_Т,

гдеQ_тиQ_т.п—техническаяпроизводительность,соответственнот/чим/ч;К_Т—коэффициенттехническивозможнойнепрерывностиработыкомбайна.

К_Т=Т/(Т+Т_пр),

гдеТ—времяпроизводительнойработыкомбайна,мин;Т_пр—времяпростоевкомбайна,мин.

ЕслиотнестиТиТ_прк1мпроводимойвыработкииучестькоэффициентготовности(К_г=0,7÷0,9)проходческогокомбайна,формула приметвид

1

К_Т=

гдеL_в—длинапройденнойвыработки,м.

м

¹_^Тпр_vКг L_в

L_в=n_{дn /100 S nуγ,}

гдеn_д—допустимыйпроцентизносарезцов(включаяихполомкиипотери),ненарушающийнормальнуюработукомбайнаn_д=20÷30%;n—общееколичестворезцовнаисполнительноморгане;n_у—удельныйрасходрезцов,шт/м³,принимаетсявзависимостиоткоэффициентакрепостипороды(приf=0,7÷1,0n_у=0,005÷0,01;приf=1,0÷1,5п_у=0,01÷0,1;приf≥2n_у=0,1÷0,25).

ПодставивзначениеL_ввформулу,получим

К_Т

1

₁ 100Sn_yТ_пр

• v_м

К_г п_дп

ВремяпростоевТ_{прскладывается}иззатратвременинанесовмещенныеманевровыеоперацииТ_м.оивремениназаменуинструментаТ_з.и:

^Тпр^=Тм.о^+Тз.и

Еслидлязаменыинструментанеобходимоотодвигатьотзабоярабочийорганилимашину,тоТ_м.о=2а/v_м.м,гдеа—расстояниеотзабоя,накотороеотодвигаетсякомбайнилирабочий

орган,м;v_м.м—маневроваяскоростьподачикомбайнаилискоростьотводарабочегоорганаотзабоя(например,гидроцилиндром),м/мин.

Длякомбайновсшагающейподачей,работающихсраспором,необходимо,крометого,учитыватьпотеривременинаосвобождениеотдавленияt_1ираспорt_{2домкратов}распорнойбалки,атакжевремяперемещенияраспорнойбалкиt_3навеличинуходадомкратовкомбайнаl_д,м,т.е.

Т_м.о=(2а/v_м.м)+(t₁+t₂₊t₃)п

гдеп—числоперестановокраспорнойбалкинадлинуL_в,п=L_в/l_д.Обычноt₁+t_2≤0,lмин,at₃₌l_д/v_м.м,тогда

Т_м.о=(2а/v_м.м)+L_в(0,1+(l_д/v_м.м))/l_д

Затратывремениназаменуинструмента,мин

Т_з.и=L_вSп_уtр,гдеt_р—среднее времяназаменуодногорезца,мин.

Техническаяпроизводительностькомбайнасисполнительныморганомцикличногодействиярассчитываетсяпоформулам:

Q_T=3600 m Bv_мγKТ

Q_т.п=3600(mB/ S)v_п.мКТ,

гдеK_Т—коэффициентнепрерывностиработыкомбайна.

1

К_Т

60Тv

¹_ прп.м

^КТ ^Lи.о

гдеL_и.о—путь,пройденныйисполнительныморганомзаегорабочийцикл, м.

Зарабочий циклследуетприниматьпутьисполнительногоорганамеждудвумяпоследовательнымиподачамикомбайнаназабойнавеличинузахвата.

Длякомбайна состреловиднымисполнительныморганом (типаГПК)

b_нb_в

• d_к

2

^bb ^

^Lи.о^Нв

Н_в^

2 _

н в

2d_к

1_^



гдеb_ниb_в—ширинанижнегоиверхнегооснованийвыработки,м;d_к—среднийдиаметррабочегооргана,выполненноговвидеусеченногоконуса,м(d_к=m);Н_в—высотапроводимойвыработки,м.

Времяманевровыхоперацийдлякомбайнасостреловиднымисполнительныморганомнагусеничном ходу,мин

^Тм.о^=Тп.к^+tм.о^'+tз.и^,

гдеТ_п.к—затратывременинаподачукоронкиназабойнавеличинузахватаВ,мин.Т_п.к=В/v_м,гдеv_м—максимальнаяскоростьподачикомбайнаназабой,м/мин;t_м.о'—удельныезатратывременинаманевровыеоперации,связанныесотодвиганиемкомбайнаотзабоядлязаменыизношенныхрезцов,мин.

t_м.о'=200(L_{и.оm В}п_уа)/ n_дnv_м

t_з.и—затратывремениназаменурезцов,отнесенныек одномурабочемуциклу,мин,

^tз.и^=Lи.о^{m Вп}у^tр

гдеt_p—среднее времязаменыодногорезца,мин.

Эксплуатационная производительность проходческого комбайна определяется поформулам:

Q_э=Q K_э,

Q_э.n=Q_nK_э,

гдеQ_эиQ_э.n—эксплуатационнаяпроизводительность,соответственнот/чим/ч;Кэ—коэффициентнепрерывностиработы,учитывающийвсевидыпростоев,имеющихместоприработе проходческогокомбайна.

Длякомбайновсисполнительныморганом непрерывногодействия

К_э

_1ТК_г

1

_прТL_в

v

о.п

м

Длякомбайновсисполнительныморганом цикличногодействия

1

К_э

¹_60^ТпрТК_г L_в

о.п

^vп.м

гдеТ_о.п—времяпростоевпоорганизационно-техническим причинам,мин.