4. Розрахунок кріплення

У технічній характеристиці наведене граничне навантаження на трипільну раму, тому достатньо визначити найбільшу допустима відстань між арками по формулі:

де Р – мінімальна несуча здатність одної арки, що працює в податливому

режимі;

Q – величина гірничого тиску на 1 м виробки.

k_п - коефіцієнт перевантаження кріплення, 1,2;

Q = 2а · b · γ_к · k_с = 2·2,9·1,03·25·2 = 298,7 кН/м³

а – половина ширини (прольоту) виробки в проходці, м;

γ_к – питомий вага порід покрівлі, кН/м;

k_с – запас висоти склепіння обвалення, 2-3;

b – висота свода обвалення;

=

h – висота виробки в проходженні;

φ – кут природного відкосу порід, 81⁰_;

f_к - коефіцієнт міцності порід покрівлі;

Приймаю менший стандартний крок установки кріплення L_ц = 0,67 м.

5. Розрахунок експлуатаційної продуктивності прохідницького комбайну

Змінна експлуатаційна продуктивність комбайну залежить від міцності порід і перерв в роботі по зведенню кріплення, ремонти і визначається за формулою:

Q_екс = 360 · Q_т · к_екс = 360·0,6·0,25 = 54м³/зм.

де к_екс – коефіцієнт використання комбайну, який залежить від перерв на

зведення кріплення, дрібні ремонти і може тривати 0,12 ÷ 0,35;

Q_т – технічна продуктивність комбайна, приймається з технічної його

характеристики при однорідному вибої;

Визначимо просування вибою за зміну:

=Q_е / S_пр =54 / 20,8 = 2,7 м/зм

Число трипільних рам, які можливо встановити за зміну:

l_зм = n_кp l_p ≤ = 4·0,67 = 2,68≤2,7 м/зміну - Приймаємо 4 рами.

Темпи проведення виробки за місяць:

= (2,68·3+0,67)·30=261,3 м/міс.

де n_зм – число робочих змін за добу, 3;

l _рем – посування вибою в ремонтну зміну, 0,8 м.

n_дн – число робочих днів у місяці, 30.

6 Розрахунок параметрів провітрювання. Вибір вентилятора місцевого провітрювання

Витрати повітря, необхідного для провітрювання тупикової виробки визначаються в залежності від: виділенню метану або вуглекислого газу, числу людей: мінімального руху повітря у виробці; мінімальної швидкості руху повітря у привибійному просторі виробки в залежності від температурних умов; кількості отруйних газів, що утворюється при вибухових роботах; виділення метану при підривному способі відбійки вугілля.

З одержаних значень Q_вп приймається найбільше.

Розрахунок витрат повітря проводиться для привибійного простору (Q_вп) і в цілому для виробки Q_в.

Розрахунок витрати повітря по виділенню метану:

де Q_вп – витрата повітря, яке необхідно подавати в при вибійний простір

тупикової виробки, м³/хв;

l_вп – метановиділення на привибійному просторі, м³/хв;

С – допустима згідно ПБ концентрація метану у вихідному з виробки

вентиляційному струмені %;

С_о – концентрація метану в струмені повітря, що поступає в тупикову

виробку %.

Розрахунок витрати повітря по кількості людей проводиться по формулі:

Q_вп = 0,1 · n_лвп = 0,1 · 8 = 0,8 м³/с.

де n_лвп - найбільша кількість людей, що одночасно працюють в

привибійному просторі тупикової виробки, чол.

Витрата повітря по мінімальній швидкості у виробках розраховується по формулі:

де V_min – мінімально допустима згідно ПБ швидкість повітря в тупикової

виробки, м/с.

Витрата повітря по мінімальній швидкості в привибійному просторі тупикової виробки залежно від температури визначається по формулі

де V_з.min – мінімально допустима згідно ПБ швидкість повітря в

привибійному просторі виробки залежно від температури, м/с.

До розрахунку приймаємо найбільше значення.

Витрата повітря для провітрювання всієї тупикової виробки по газовиділенню Q_п (м³ /хв.) при будь-яких способах її проведення визначається по формулі:

де I_п – виділення метану в тупиковій виробки, м³/хв;

Розрахунок витрати повітря для провітрювання всієї виробки по кількості людей визначається по формулі:

Q_п = 0,1 · n_п = 0,1 · 20 = 2,0 м³/с.

де n_чол – найбільша кількість людей, що одночасно працюють привибійному

просторі тупикової виробки, 20 чол.

Визначимо подачу вентилятора:

Q_в=Q_з.п K_ут.тр.=3,6 ·1,27=4,57 м³/хв.

де К_ут.тр. = 1,27 – коефіцієнт витоку повітря в трубопроводі.

Аеродинамічний опір гнучкого трубопроводу визначається по формулі:

R_тр. = r_тр.(l_тр+20d_тр · n₁+10·d_тр · n₂ ) =

=0,0161·(500+20·0,8·1+10·1.0·0)=8,05 кµ

де R_тр - питомий аеродинамічний опір гнучкого вентиляційного трубо-

проводу без витоків повітря;

n₁; n₂ – число поворотів трубопроводів на 90° і на 45° відповідно.

Тиск вентилятора, що працює на гнучкий вентиляційний трубопровід (депресія трубопроводу), визначається по формулі:

h_в =Q_в²· R_тр. · ( + 0,41)² = 4,57² · 8,05· ( + 0,41)² = 125 даПа

Вибір ВМП проводимо шляхом порівняння технічних характеристик вентиляторів. Для провітрювання приймаємо такий вентилятор, характеристика якої проходить через точки розрахункового режиму роботи, або вище за неї.

Орієнтовно приймаємо ВМЭВО-6А-01. На аеродинамічну характеристику якого, наноситься координати А(Q_в; h_в). Вона знаходиться значно нижче характеристики ВМП. Будується характеристика повітрьопровода, точка перетину ним характеристики ВМП дає робочу характеристику Б (Q_вр; h_вр).

З метою визначення робочого режиму вентилятора будуємо аеродинамічну характеристику трубопроводу.

Таблиця 4-Характеристика повітряпроводу

Qв м3/c	3	4	5	6	7	8
hв даПа	54,9	97,6	152	200	298,9	390,4

Рисунок 3 – Характеристика вентилятора ВМЭВО-6А-01

Точки перетину характеристики визначили, що Q_вр = 6,0 м³/с; h_вр =200 даПА

Робоча витрата повітря у вибою складе:

Q_зпр = 1,69 - 0,69 · Q_вр = 1,69 - 0,69 · 6,0 = 4,16 м³/с

де h_вр - робочий тиск вентилятора, даПА;

Q_вр – робоча подача вентилятора, м³/с.

Таблиця 5 - Характеристика вентилятора ВМЕВО-6А-01

Найменування показників	Одиниці вимір.	значення
Діаметр робочого колеса	мм	600
Номінальна подача	м3/с	6,0
Номінальний повний тиск	даПа	200
Подача у робочій зоні: мінімальне максимальне	м3/с	2,5 7,5
Повний тиск у робочій зоні мінімальний максимальний	даПа	50 220
Максимальний повний КПД		0,75
Потужність приводу	кВт	18,5
Частота обертання	хв-1	2950
Габаритні розміри: довжина ширина висота	мм	945 720 950
Маса вентилятора	кг	380

Після остаточного вибору ВМП і трубопроводу проводимо перевірку втрати повітря в усті тупикової виробки по формулі:

де Q_п – витрата повітря для провітрювання всієї тупикової виробки, м³/с;

К´_ут.тр. – коефіцієнт витоку повітря в трубопроводі на ділянці від ВМП

до устя тупикової виробки.

Витрата повітря в місці установки ВМП повинна задовольняти наступним умовам:

Q_вс ≥ 1,43 · Q_вр · К_р = 1,43 · 3,6 · 1 =5,14 м³/ с

де Q_вс - кількість повітря, що поступає до всмоктування вентилятора, м³/с;

К_р - коефіцієнт запасу, пов'язаний із ступінчастим регулюванням

продуктивності ВМП.