2.1 Вибір засобів механізації підготовчих робіт

Згідно гірничогеологічного прогнозу шахти, конвеєрний штрек пласта n8 буде проводитися для підготовки нової лави, буде використовуватися для доставки матеріалів, а також видачі відпрацьованого струменю повітря. Загальна довжина виробки до 1000м.

Кріплення виробки металевим кріпленням АКП-3/11,2, використовується залізо- бетонна затяжка. Переріз виробки в світу складає 10,4м2, в проходці 13,0м2. Виробка проводиться по вугільному пласту n8 потужністю 1м, переріз по вугіллю складає 5м2. Вугільний пласт складний з прослойками аргіліта. Покрівля пласта складає аргіліт, а потім Вапняк плитчатий скритнослоїстий, міцністю до t= 3/4 Підошву пласта складає Алевроліт грубослоїстий, іноді заміщається пісчаником, міцністю t=4-6. Можливий приток Води до 3м3/год.

Проведення виробки передбачено комбайновим методом, з ціллю досягнення високих темпів проведення.

2.2 Вибір раціонального режиму роботи прохідницького комбайна

Вибір раціонального режиму комбайна зі стріловидним виконавчим органом виконується по номограмі, на якій відображаються залежності завантаження на валу двигуна виконавчого органа при руйнуванні породної і вугільної частини вибою, теоретичної та технічної продуктивності від швидкості переміщення органа, а також параметри енергетичних втрат.

Для отримання високих темпів проведення виробки, в проекті передбачено використати комбайновий метод, який дозволить звести до мінімуму ручну працю та механізувати всі основні процеси по руйнуванню і навантаженню гірничої маси. Для гірничогеологічних умов проекту шахти можливо використання декількох прохідницьких комбайнів, тому необхідно зробити їх технічний аналіз, та здійснити вибір найбільш підходящого до заданих умов. Для цього складемо порівняльну таблицю технічних можливостей серійних комбайнів.

Таблиця 2.1 - Характеристика комбайнів.

Показники	Дані проекту	Типи комбайнів
		КСП -22	КСП - 32	КПУ
Форма виробки	Арочна	Люба	Люба	Люба
Переріз виробки, м3	13,0	7-22	10-29	13,8-32
Міцність породи, ƒ	4 ÷ 7	7	7	8
Кут нахилу, град	0	± 12	± 12	± 12
Виконавчий орган	-	Конічний	Конічний	Конічний
Телескопічність	-	0,63	0,63	0,63
Потужність виконавчого органу, кВт	-	75	130	160
Діаметр виконавчого органу, м	-	1	1	1
Коефіцієнт прісічки порід, %	70	75	80	80

Згідно заданих умов, проектом приймається комбайн КСП-22, який дозволить максимально механізувати всі головні процеси проведення і досягти високих темпів проходки.

Визначення стійкої потужності двигуна виконавчого органа

Потужність двигуна, що відповідає стійкому моменту, кВт.

(2.1)

де М_ст - стійкий обертовий момент двигунів виконавчого органу, н * м;

n_ст - кількість обертів ротора двигуна відповідно стійкому моменту в

умовах шахтної електричної мережі, (1460+1480) об/кв;

Н∙м (2.2)

де Мmax φ - фактичний максимальний обертовий момент двигуна в умовах

реапьної електричної мережі, n х м;

(2.3)

де М_max - максимальний обертовий момент двигуна виконавчого органa, n

х м: приймається за технічною характеристикою двигуна;

К_упр - коефіцієнт управління; при ручному управлінні К_упр=0,8;

К_м - коефіцієнт максимального навантаження для двигуна з повітряним

охолодженням приймається (1.25÷1.4);

К_кр - коефіцієнт середнього навантаження дня корончатого органа

К_кр=0.3 – 0,4;

К_в - коефіцієнт вирівнювання навантаження дня одного двигуна

К_в=0.2÷0,4;

Визначення продуктивності комбайна

Теоретично продуктивність комбайна визначається згідно формули: м³/хв.:

(2.4)

(2.5)

де Н - потужність руйнуємого слою вугілля чи породи, м;

(2.6)

де Д_к - діаметр коронки, м;

В - заглиблення виконавчого органа у вибій, м приймається рівною

телескопічності виконавчого органа (з характеристики комбайна ТІ);

V_п - швидкість переміщення виконавчого органа при обробці вибою, м/хв

V_П = 1÷6;

= 1,5м/хв

= 3 м/хв

Технічна продуктивність комбайна визначається за формулою, м³/год:

(2.7)

де К_тех - коефіцієнт технічно можливої безперервної роботи комбайна в конкретних умовах експлуатації;

(2.8)

де К_т - коефіцієнт готовності комбайна, К_т = 0,8÷0,9;

Т_мо - витрати часу на маневрові операції, хв.

(2.9)

де V_м - маневрова швидкість подачі комбайна, м/хв.;

V_м - 2м/хв. у пласт;

V_м - 1 м/хв. у породу;

Т_мз - витрати часу на маневри для заміни ріжучого інструмента, хв.

(2.10)

де V_пер - середньозважена швидкість переміщення виконавчого органа за цикл, м/хв.

(2.11)

де S_пер, S_вуг - переріз породної та вугільної частини вибою, м^г;

S - переріз виробки, м²;

L - шлях пройдений виконавчим органом за один робочій цикл, м.

(2.12)

де Н_в - висота виробки, м;

В_н, В_в - відповідно ширіша виробки внизу та нагорі, м;

n_п - кількість горизонтальних проходів, шт.

(2.13)

2Σδι - зменшення довжини кожного проходу, м;

а - відсування комбайна для заміни ріжучого інструмента, 2м;

Z_у - питомі втрати ріжучого інструмента, (0,1÷0,3) шт./м³;

n_g- допустимий вихід з строви різців. (20÷30)% ;

n - загальна кількість різців на органі (Т1);

Т_зі - затрати часу на заміну ріжучого інструмента, хв.

(2.14)

де t_р - середній час на заміну одного різця, 2хв.

Після визначення теоретичної та технічної продуктивності при різній швидкості переміщення органа комбайна, результат заносимо до таблиці 2.

Визначення питомих енергетичних витрат

Енергетичні витрати визначаються згідно формули,

(2.15)

де Р_н - номінальна потужність двигуна комбайна, кВт.

Результат заносимо до таблиці 2.2

Таблиця 2.2 - Розрахунок оптимального режиму комбайна.

ПАРАМЕТРИ	Швидкість переміщення виконавчого органа, м/хв
	1	2	3	4	5
Qт,пор м3/хв	0,315	0,63	-	-	-
Qт,вуг м3/хв	0,315	0,63	0,94	-	-
Ктех	0,66	0,57	0,5	-	-
Qтех,пор м3/хв	12,47	21,54	-	-	-
Qтех.вуг м3/хв	12,47	21,54	28,2	-	-
Wпор	12,8	7,42	5,67	-	-
Wвуг	-	-	-	-	-

Вібір оптимального режиму комбайна

На підставі таблиці 2 будуємо номограму, на якій будуються графіки залежності: Р_у^пор=f₁(V_n), Р_у^вуг=f₂(V_n),Q_т^пор = f₃(V_n), Q_т^вуг=f₄(V_n), О_тех^пор =f₅(V_n), О_тех^вуг =f₆(V_n), W_тех^вуг = f₇(V_n)

Визначення змінної продуктивності комбайна

Змінна продуктивність комбайна згідно формули, м/Зм

(2.16)

де Q_техср - середньозважена продуктивність в умовах змішаного вибою,

м³/под.

(2.17)

де Т_зм - тривалість зміни, в год;

t_пз - тривалість підготовчо-заключних операцій, 0,25год;

t_по - тривалість простоїв (0.5÷1) год;

К_екс -коефіцієнт простоїв (0,8÷0,9).