2.6 Розрахунок експлуатаційної продуктивності прохідницького комбайну.

Технічна продуктивність комбайна – максимально можлива продуктивність в конкретних умовах. Вона менше теоретичної і її визначають з урахуванням втрат часу, викликаних перервами в роботі і залежних від конструкції комбайна.

Експлуатаційна продуктивність залежить від вище чинники, 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 1,75 та 1,25 м³/хв по вугіллю та

породі відповідно.

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

де m - потужність пласта вугілля, 1,4 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.

Якщо виробка проводиться комбайном по змішаному вибою, то необхідно замінити технічну продуктивність на середньовзвішену теоретичну продуктивність комбайна по формулі:

м³/хв.

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 планову швидкість просування вибою за зміну за допомогою прохідницького комбайну :

Проектом приймаємо просування вибою за зміну 3,2м (4 рами через 0,8м), тоді місячні темпи проведення з урахуванням встановлення однієї рами в ремонтну зміну.

Темпи проведення виробки за місяць:

=(3,2 · 3+0,8) · 30 = 312 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.

2.7 Провітрювання виробки, вибір вмп

Для того, щоб вибрати ВМП необхідно визначити кількість повітря для провітрювання вибою. Розрахунок кількості повітря Q_вп, необхідного для провітрювання тупикової виробки визначаються в залежності від таких факторів:

- виділення метану, або діоксиду вуглецю;

- чисельності людей;

- мінімального руху повітря у виробці;

- мінімальної швидкості руху повітря у привибійному просторі в залежності від кліматичних умов;

• кількості отруйних газів, які утворюються при підривних роботах;

• виділенню метану при підривному способі відбійки вугілля.

З одержаних значень Q_вп приймається найбільше.

Розрахунок кількості повітря за фактором газовиділення:

де I_зп – газовиділення в привибійному просторі, м³/хв.

С, С₀ – допустима концентрація СО₂ в витікаючому з виробки струмені та біля ВМП, %.

Розрахунок витрат повітря по кількості людей проводиться по формулі:

Q_в.п = 0,1 · п_{л. в.п.} = 0,1 · 20 = 2,0 м³/с;

де п_{л. в.п.} – кількість людей у вибої.

Розрахунок витрат повітря по мінімальній швидкості визначається по формулі:

Q_в.п = V_міп · S_св = 0,25 · 12,3 = 3,08 м³/с

де V_міп – мінімально припустима швидкість повітря в тупиковій виробці.

Розрахунок витрат повітря по тепловому фактору проводиться по формулі:

Q_з.п = 0,33 · V ^пр_міп · S_св = 0,33 · 0,5 · 12,3 = 2,03 м³/с

де V ^пр_міп – мінімально припустима швидкість повітря в призабійному

просторі, при температурі його 24⁰С і відносній вологості 80 %

складає 0,5 м/с.

До розрахунку приймається найбільше з отриманих значень Q_з.п = 3,08 м³/сек.

Проведемо розрахунок витрат повітря для всієї виробки.

Витрати повітря для всієї виробки по фактору газовиділення:

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

де n_чол – найбільша кількість людей, що одночасно працюють привибійному

просторі тупикової виробки, чол.

До подальшого розрахунку приймаємо Q_п=3,08 м³/с.

Аеродинамічний опір такого повітропроводу визначиться за формулою:

=

де - питомий аеродинамічний опір повітропроводу, кµ;

n_1, n₂ - кількість поворотів на 90˚ і 45˚ відповідно;

d_тр - діаметр трубопроводу, м;

- довжина повітропроводу, м;

Подача вентилятора визначиться за формулою:

Q_в=Q_в.п ∙ K_ут.тр.=3,08 ∙ 1,79 =5,51 м³/хв

де - найбільше з розрахункових значень , м³/с;

- коефіцієнт втікання трубопроводу (береться з таблиці ;

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

h_в = Q_в²· R_тр. · ( + 0,41)² =5,51² ∙ 6,94∙ ( + 0,41)² = 115,88 даПа

Вибираємо вентилятор шляхом порівняння технічних характеристик декількох вентиляторів. Остаточний вибір ВМП проводимо шляхом нанесення розрахункового режиму роботи на графік аеродинамічних характеристик вентилятора. Для провітрювання приймаємо такий вентилятор, характеристика якої проходить через точки розрахункового режиму роботи, або вище за неї. На аеродинамічну характеристику вибраного вентилятора наноситься розрахунковий режи його роботи-точка А (5,51;115,88). Для перевірки вибраного ВМП на аеродинамічну характеристику вентилятора накладаємо аеродинамічну характеристику повітропроводу. Для зручності розрахунків аеродинамічної характеристики повітропровду складемо таблицю, в якій проводимо необхідні розрахунки.

Таблиця 2.6 - Аеродинамічна характеристика трубопроводу

Qв м3/с	5	6	8	9	10	11
hв, даПА	95,43	137,4	244,3	309,2	381,7	461,9

Рисунок 2.2 – Аеродинамічна характеристика вентилятора ВМЭВО-7,1А

Точки перетину характеристики визначили, що: Q_вр=9,8 м/с, h_вр = 366,6 даПА.

На підставі отриманих значень визначаємо витрати повітря у вибої, які мають бути менші за розрахункові.

робоча витрата повітря у вибою складе

Q_зпр = 1,69 - 0,69 ∙ Q_вр =1,69 - 0,69 ∙ 9,8 = 5,49 м³/с;

де h_вр - робочий тиск вентилятора, даПА;

Q_вр – робоча подача вентилятора, м³/с

Остаточно приймається вентилятор ВМЭВО-7,1А

Проводимо перевірку втрати повітря в усті тупикової виробки по формулі:

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

Витрата повітря в місці установки ВМП повинна задовольняти наступним умовам:

Q_вс ≥ 1,43 ∙ Q_вр ∙ К_р = 1,43 ∙ 9,8·1=14,014 м³/с

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

К_р - коефіцієнт запасу, пов'язаний із ступінчастим регулювання

продуктивності ВМП.

Таблиця 2.7 - Технічні характеристики ВМЕВО-7,1А

Найменування показників	Одиниця вимірювання	Значення
Діаметр робочого колеса	мм	710
Номінальна подача	м3/с	11
Подача у робочій області, min max	м3/с	5 14,5
Номінальний повний тиск	даПа	450
Повний тиск в межах робочої області,min max	даПа	70 440
Частота обертання	хв-1	2950
Потужність електроприводу	кВт	550
Рівень електрозахисту двигуна		РВ-3В
Ступінь захисту двигуна		ІР-54
Корегований рівень звукової потужності	дБА	116
Габаритні розміри: довжина/ ширина	мм	1280/980
маса комплекту	кг	750
Висота	мм	1120

Вентилятор ВМЕВО-7,1А призначений для провітрювання тупикових гірничих виробок перетином до 16-20м ², при температурі від 253 до 308К, запиленості до 50мг / м ³ і відносній вологості до 95% (при температурі 298 К), при щільності повітря до 1,3кг/м. Вентилятор ВМЕВО-7,1А -осьовий, одноступінчатий, з робочим колесом, закріпленим на валу двигуна. ВМП повинен встановлюватися у виробці зі свіжим струменем повітря на відстані не менше 10 м від вихідного струменю. Подача ВМП не повинна перевищувати 70% витрат повітря в виробці на місці його надходження.

Відстань від кінця венттрубопроводу до вибою виробки в газових шахтах не повинна перевищувати 8 м а в негазових -12 м.

В кінці гнучкого трубопроводу повинна встановлюватися труба із жорсткого матеріалу довжиною не менше 2,0 м для забезпечення нормального перерізу вихідного отвору труби.

Датчик контролю швидкості (витрат) повітря встановлюється на відстані 10-15 м від вибою і повинен бути надійно захищеним від механічних пошкоджень.