5. Розрахунок експлуатаційної продуктивності прохідницького комбайну

Експлуатаційна продуктивність залежить від міцності порід та перерв у роботі зведення кріплення, ремонтів, а також від додаткових простоїв по організаційно-технічним причинам, не залежним від конструкції комбайна. Експлуатаційна продуктивність визначає можливість комбайна по проведенню виробки.

Експлуатаційна продуктивність комбайна визначається по формулі:

де Q_т - технічна продуктивність комбайна, 2,4та 0,5 м³/хв по вугіллю

та породі відповідно.

К_екс – коефіцієнт використання комбайну, який залежить від перерв

на зведення кріплення;

Виробка проводиться по неоднорідним породам, тому необхідно визначити площі вугільного і породного вибоїв за формулами, відповідно.

м

де m - потужність пласта вугілля 0,85 м;

В_пр - ширина виробки в проходці, м;

β - кут нахилу пласта в перерізі виробки, градус;

S_пр - площа поперечного перерізу виробки в проходці, м².

Коефіцієнт підривки (присічки) порід визначимо за формулою:

м²

Виробка проводиться комбайном по змішаному вибою, то необхідно замінити технічну продуктивність на середньовзважену теоретичну продуктивність

комбайна по формулі:

де S_пр – площа перетину виробки в проходці з урахуванням канавки, м²;

S_уг – площа вугільного вибою, м²;

S_п – площа порідного вибою, м²;

Визначимо планове просування вибою за зміну:

=Q_е / S_пр = 50,69/ 17,8 = 2,84 м/зм

Визначимо число рам, встановлених за зміну:

n_p = V_пл /l_p = 2,84/0,67 = 4,25 рам, приймаємо 5 рам.

де l_p - відстань між рамами, м

тоді фактичне просування вибою за зміну визначається по формулі:

l_см = n_p· l_p = 5·0,67 = 3,35 м/зміну

Темпи проведення виробки за місяць:

=(3,35·3+0,67)·30=321,6 м/міс.

де n_см – число робочих змін за добу, 3;

l _рем – посування вибою в ремонтну зміну, м.

n_дн – число робочих днів у місяці, 30.

Одержаний результат перевищує задані темпи проведення.

6 Розрахунок параметрів провітрювання. Вибір вентилятора місцевого провітрювання

Витрати повітря, необхідного для провітрювання тупікової виробки визначаються в залежності від: виділенню метану або вуглекислого газу, числа людей: газу, що утворюється при вибухових роботах; середньої мінімальної швидкості повітря у виробці; мінімальної швидкості повітря в при вибійному просторі виробки з урахуванням температури.

Розрахунок витрат повітря, необхідного для провітрювання тупикових виробок, проведених за допомогою прохідницьких комбайнів робимо по виділенню вуглекислого газу:

177 м³/хв;

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 = 6 ∙ n_чол = 6 ∙ 10 = 60 м³/хв

де n_чол - найбільша кількість людей, що одночасно працюють в

привибійному просторі тупикової виробки, чол.

Витрата повітря по мінімальній швидкості у виробках розраховується по формулі:

Q _вп = 60 · 0,25 · 12,7 = 184,5 м³/хв;

де V_min – мінімально допустима згідно ПБ швидкість повітря в тупикової

виробки, м/с.

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

м³/хв

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

привибійному просторі виробки залежно від температури, м/с.

До подальшого розрахунку приймаємо більше із значень

177 м³/хв = 2,95 м³/с

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 СН₄ в тупиковій виробці, м³/с

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

м³/с

де n_чол – найбільша кількість людей, що одночасно працюють у

привибійному просторі тупикової виробки, чол.

До подальшого розрахунку приймаємо Q_п =2,95 м³/с.

Подача вентилятора визначається по формулі:

Q_в=Q_з.п ∙ K_ут.тр.=2,95 ∙ 1,9=5,6 м³/с

Аеродинамічний опір гнучкого трубопроводу визначається по формулі:

R_тр.г. = r_тре.(l_тр+20d_тр · n₁+10·d_тр · n₂ ) =0,0161∙ (1050 + 20 ∙ 0,8 ∙ 1) = 17,1 кµ

де r_тр – питомий аеродинамічний опір гнучкого вентиляційного

трубопроводу 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.г · =5,6² ∙ 17,1 ( + 0,41)² = 278,4 даПа

Остаточний вибір ВМП проводимо шляхом нанесення розрахункової режиму роботи на графік аеродинамічних характеристик вентилятора.

З метою визначення робочого режиму вентилятора будуємо аеродинамічну характеристику трубопроводу

Таблиця 6.1 - Розрахунок аеродинамічної характеристики повітропроводу

Qв м3/с	3	4	5	6	7,5
hв, даПА	142,0	221,9	319,6	435	499,3

1 2 3 4 5 6 7 8

Рисунок 2 – Характеристика вентилятора ВМЭВО-6А-01

Точки перетину

Q_вр =4,9 м³/с h_вр =305даПА

Робоча витрата повітря у вибою складе:

Q_зпр = 1,69 - 0,69 · Q_вр = 1,69 - 0,69 · 4,9 = 8,02 м³/с

де h_вр - робочий тиск вентилятора, даПА;

Q_вр – робоча подача вентилятора, м³/с.

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 · 4,9 · 1,0 = 7,01 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.

Таблиця 6.2- Характеристика вентилятора ВМЕВО-6А-01

Найменування показників	Одиниці виміру	Значення
Потужність електроприводу	кВт	18,5
Номінальна подача	м3/с	6
Номінальний повний тиск	даПа	200

Продовження табл.6.2.

Подача у робочий зоні - мінімальна	м3/с	2,5
максимальна	м3/с	7,5
Повний тиск у робочий зоні - мінімальний	даПа	50
максимальний	даПа	220
Максимальний повний КПД вентилятора		0,75
Корегований рівень звукової потужності	дБА	109
Частота обертання	хв-1	2950
Рівень вибухозахищіності двигуна		РВ-3В
Ступень захисту двигуна		ІР-54
Габаритні розміри: - висота - ширина - довжина	мм	950 720 945
Маса вентилятора	кг	380