2 Расчет параметров коротких забоев
2.1 Расчет геометрических параметров заходки
Ширина
выемочного столба b определяется исходя
из условий обеспечения устойчивости
выемочных выработок и эффективного
использования выемочной машины
(проходческо-добычного комбайна).
Минимальная ширина выемочного столба
при глубине горных работ до 350 м может
быть определена согласно по формуле
(2.1)
где
– высота выемочной выработки, м;
k – коэффициент концентрации напряжений; =3
– плотность
породы, принимать 2,5 т/
;
H – глубина горных работ, м;
– коэффициент
отношения упругой и полной деформаций;
,
–
коэффициенты трещиноватости угольного
массива;
–
предел
прочности угля, т/
;
– размер
несущего ядра в выемочном столбе, м; =2
м;
– функция
ползучести. = 1,6
Для
слабых углей величина коэффициента
составляет 0,6 – 0,8. Коэффициенты
и
определяются в зависимости от коэффициента
крепости угля
и расстояни между трещинами согласно
таблице А.12 Приложения А. Функция
ползучести
принимается в зависимости от крепости
угля
и длительности отработки столба согласно
таблице А.9Приложения А.
,
(2.2)
где – коэффициент крепости угля.
м
(2.3)
где P – коэффициент свойств массива пород (P=0,17).
Угол обрушения налегающих горных пород определяется из выражения
,
(2.4)
Шаг
обрушения основной кровли
при отработке пласта по системе с
короткими забоями может быть определен
по формуле
,
м (2.5)
где
– количество слоев основной кровли;
– мощность
слоев основной кровли, м.
м.
Шаг
обрушения непосредственной кровли
при отработке пласта по системе с
короткими забоями может быть определен
по формуле
,
м (2,6)
где
– количество слоев непосредственной
кровли;
– мощность
слоев непосредственной кровли, м.
м.
Максимальная
ширина заходки
,
м определяется из выражения
,
(2.7)
где – шаг обрушения основной кровли, м;
– шаг обрушения непосредственной кровли, м;
b – ширина выемочного столба, м;
a – ширина выемочной выработки, м;
– функция
ползучести
=2,77
м.
принимаем
3,5 м.
2.2 Расчет технологических параметров выемки в коротких забоях
Необходимая часовая производительность проходческо-добычных комбайнов q, т/ч, определяется из выражения
,
(2.8)
где
– снижение добычи в длинном забое,
т/сут;
–число
смен по добыче;
–длительность
смены, ч.
=91
т/ч.
Производительность
комбайнов,
,
т/мин, определяется из выражения
,
(2.9)
где
– добыча из заходки (
= mby
),
т; =80,4
–длительность
несовместимых операций, мин; =15
=2,2
м/мин
Техническая
производительность комбайнов,
,
т/мин, составляет
,
(2.10)
где – коэффициент крепости угля; =1,5
–
коэффициент
готовности комбайна. =0,8
т/мин
По результатам расчетов принимаем проходческо-добычной комбайн 12CM15D.
Эквивалентная
скорость движения самоходного вагона
,
м/мин, определяется из выражения
,
(2.11)
Где
–средняя
скорость движения груженного вагона,
м/мин; =100
–средняя
скорость движения порожнего вагона,
м/мин. =150
м/мин.
Скорость движения из условия ширины проезжей части составляет
,
(2.12)
где A–ширина проезжей части в выработке, мм; =2500
B–ширина машины (самоходного вагона), мм; =1650
–ширина
профиля покрышки, мм; =300
33,3
км/ч
Скорость движения вагона под уклон, км/ч
,
(2.13)
где
–
коэффициент состояния тормозов, 1,5;
ф - коэффициент сцепления ведущих колес с дорогой; =0,6
i –уклон выработки, доли единицы; =0,1
–предтормозное
время, 1,2÷1,5 с;
–остановочный
тормозной путь,
20м.
44,75
км/ч
Проверка
эффективности самоходного вагона
производится с использованием критической
длины транспортирования
.
Использование самоходного вагона
эффективно, если расстояние транспортирования
от самой дальней печи до устья бремсберга
меньше или равно
.
,
м. (2.14)
где n –число одновременно работающих вагонов; =2
–эквивалентная скорость самоходного вагона,м/мин;
–грузоподъемность
самоходного вагона, т; =28
–техническая
производительность комбайна, т/мин;
k–коэффициент простоя комбайна; =0,5
–длительность
разгрузки самоходного вагона, мин; =2
–длительность
технологических простоев вагонов, мин.
=0
=83,6
м.
По результатам расчетов принимаем систему конвейерного транспорта.
Необходимая
скорость проведения выемочных печей
, м/сут, может быть определена по формуле
,
(2.15)
где – снижение добычи в ДКМЗ, т/сут;
–
удельный
объем проведения выемочных печей,
м/1000т.
q – средняя прочность целика, q = 3, 0 МПа.
Размер
целика принимается равным max{
,
}
При известной величине b можно укрупненно
определить удельный объем проведения
выработок
,
м/1000т
,
(2.16)
где
– число выемочных печей (1 или 2).
50,95
м/1000т.
83,5
м/сут
Для расчета ожидаемой эксплуатационной производительности зарубежных комбайнов массой 40÷45 т.
,
(2.17)
где 1, 3–техническая производительность базового отечественного
комбайна 1ГПКС, м3/мин;
W–мощность двигателя базового комбайна, кВт; =55
–мощность
двигателя внедряемого комбайна, кВт;
=200
μ–масса базового комбайна, т; =20
–масса
внедряемого комбайна, т; =56
–средняя
крепость разрушаемого массива; =
–коэффициент
готовности проходческого комбайна.
Среднее значение коэффициента готовности может быть определена по формуле
,
(2.18)
Где
–коэффициент
присечки, доли единицы; =0
–коэффициент
корректировки (1,25 для КП-25, 1,35 для АМ-50).
=0,87
=1,46
При
известной эксплуатационной
производительности комбайна общая
продолжительность его работы
, мин/м, составляет
,
мин/м (2.19)
где
–сечение
выработки в проходке,
.
=7,35
=6,29
мин/м
Для
оценки продолжительности анкерования
,
мин/шп м, с использованием установок
типа «Wombat» может быть использована
формула
,
мин/шп. (2.20)
где n–число проходчиков на установке крепи; =3
–длина
шпура под анкер, м; =2,4
–число
шпуров под анкеры в ряду; =4
a–плотность
установки анкеров, ряд/м; =1
–крепость
пород кровли. =5,5
=25,83
мин/шп
Общая
продолжительность несовместимых
операций при комбайновой проходке
подготовительной выработки
,
мин/м, составляет
=
,
мин/м (2.21)
=
=42,12 мин/м
Тогда
суточная скорость проведения выработки
,
м/сут, составит
,
м/сут (2.22)
где –число рабочих смен в сутки;
–длительность
смены, мин;
–длительность
регламентных перерывов (30 мин).
=23,5
м/сут