Процессы ПГР / Учебник / Раздел 3

3.2 Определение скорости подачи и производительности комбайна 89

Пример. Определить скорость подачи комбайна 1К101У, осуществляющего выемку угля в лаве, двигающейся по простиранию пласта. Средняя мощность пласта =1,0 м, m_min=0,9 м, m_max=1,1 м, угол падения – 12. Сопротивляемость угля резанию в неотжатой зоне – А=3 кН/см. Уголь хрупкий, плотность =1,4 т/м³. Ширина захвата комбайна – r=0,8 м.

Коэффициент отжима определяется по формуле

Сопротивляемость угля резанию в призабойной зоне пласта

А_пр=0,873=2,6.

Согласно технической характеристике комбайна 1К101У возможная скорость подачи по мощности привода V_п.пр (при сопротивляемости угля резанию кН/см равна 2,7...1,8 м/мин, а при  кН/см равна 1,5...1,0 м/мин).

Возможная скорость подачи комбайна по мощности привода при =2 кН/см и м определяется по формуле

, (3.1)

м/мин.

При =3 кН/см

м/мин.

Возможная скорость подачи комбайна по мощности привода V_п.пр при А_пр=2,6 кН/см и =1,0 м определяется по формуле

, (3.2)

м/мин.

4. Составляющая силы резания определяется в направлении подачи комбайна F_п (кН) при фактическом значении сопротивляемости угля резанию А_пр по формуле

, (3.3)

где – составляющие силы резания в направлении подачи комбайна, кН, соответствующие (табличные данные по технической характеристике комбайна).

5.Рассчитывается возможная скорость подачи комбайна по допустимому тяговому усилию механизма подачи V_п.т. для комбайна 1К101У максимальное тяговое усилие F_т=120 кН.

, (3.4)

где G – масса комбайна, т;

 – угол падения пласта, град.

Продолжение примера. Определяем F_п для комбайна 1К101У кН/см равна 35 кН, кН/см равна 37 кН.

Тогда

кН.

По расчетной величине F_п определяем возможную скорость подачи комбайна по допустимому тяговому усилию механизма подачи V_п.т.. Масса комбайна 1К101У G=9,7 т

м/мин.

Возможную скорость подачи комбайна по тяговому усилию механизма подачи V_п.т.=3,7 м/мин сравниваем с технически допустимой V_п.доп (из технической характеристики комбайна 1К101У), которая при тяговом усилии F_т=120 кН составляет 4,5 м/мин.

Таким образом, скорость подачи комбайна устанавливается из соотношения

, (3.5)

где к_у.ск. – коэффициент увеличения скорости подачи комбайна при выемке вязких, хрупких и весьма хрупких углей (соответственно 1,00; 1,15; 1,30). Для наших условий к_у.ск.=1,15.

Тогда

м/мин.

Однако скорость подачи комбайна может сдерживаться другими технологическими процессами, например, креплением.

Скорость крепления при индивидуальной крепи определяется по формуле

, (3.6)

где l_кр – расстояние между комплектами крепи по падению пласта, м;

n_кр – число рабочих, занятых на креплении забоя непосредственно за комбайном;

N_кр – норматив затрат труда на крепление забоя непосредственно за комбайном, чел.-мин на раму.

Скорость крепления очистного забоя механизированной крепью определяется по формуле

, (3.7)

где l_{кр –} расстояние между центрами секций крепи вдоль лавы, м;

t_кр – время передвижки одной секции, мин.

Скорость подачи комбайна окончательно принимается из условия

. (3.8)

Теоретическая производительность комбайна определяется (т/мин) по формуле

. (3.9)

Расчетная скорость подачи комбайна не может быть выше максимальной, приведенной в технической характеристике. Фактическая или эксплутационная скорость подачи определяется по хронометражным наблюдениям в конкретном забое и меньше расчетной, так как все факторы учесть в расчетах невозможно.

3.3 Выемка угля стругами и скреперостругами

В соответствующих геологических условиях струговая выемка по сравнению с комбайновой имеет ряд преимуществ. Это объясняется, во-первых, тем, что обслуживание и эксплуатация струга проще и надежнее, так как по лаве движется только струг, а приводы находятся в концах лавы. Во-вторых, разрушение угля осуществляется крупным сколом с меньшим выходом мелких фракций. В-третьих, рабочие по обслуживанию лавы не передвигаются вдоль забоя, что весьма важно в условиях тонких пластов.

Струговая технология выемки успешно применяется при разработке мягких и трещиноватых углей, или хотя и крепких, но хрупких, с выраженным кливажем и устойчивыми боковыми породами.

Контакт между пластом и породами кровли и почвы должен быть слабым. Эффективность строгания возрастает в условиях интенсивного отжима.

В настоящее время применяются струговые установки СО75М, СН75М, УСБ2 и скрепероструговая установка УС2У.

Струговая установка СО75М предназначена для механизации выемки угля в лавах на пластах мощностью 0,6...1,4 м, с углом падения до 25 при работе по простиранию (до 5 по падению и до 8 по восстанию), при сопротивляемости угля резанию 2,5 кН/см, самообрушающейся верхней пачкой, устойчивой непосредственной и легкообрушающейся основной кровлей, при спокойной гипсометрии пласта. Струг работает в комплексе с крепью 1МК98 и МК87УМС или с индивидуальной крепью (если нижний предел вынимаемой мощности не менее 0,8 м).

Линию очистного забоя целесообразно располагать под углом 5...30 относительно кливажных трещин.

Струг выполнен в виде трех шарнирно соединенных плит, что позволяет лучше приспосабливаться к неровностям почвы пласта.