1 Выбор оборудования очистного механизированного комплекса для конкретных условий эксплуатации

На выбор комплекса оборудования очистного забоя влияют многие горно-геологические и горнотехнические факторы: мощность и угол падения пласта, сопротивляемость угля резанию, состояние и устойчивость кровли и почвы, газоносность пласта, принятые способ подготовки и система разработки, уровень концентрации горных работ, состояние подземного транспорта и т.д.

Оборудование должно полностью соответствовать горно-геологическим условиям и эксплуатационно-техническим требованиям эффективной отработки угольных пластов.

Оптимальными параметрами выемочных полей считаются такие, при которых достигается длительная работа механизированных комплексов без перемонтажа. Длина столба должна быть, как правило, не менее 900м, длина лавы 200-250м. Увеличение длины лавы и скорости подвигания очистного забоя являются важными факторами повышения технико-экономических показателей работы комплексно-механизированных забоев и угледобывающих предприятий в целом.

При выборе оборудования для очистного забоя предпочтение следует отдавать современным механизированным комплексам с щитовыми крепями и крепями сопряжения, комбайнам с самозарубающимися исполнительными органами, забойным передвижным конвейерам с зачистным лемехом и вынесенными на штреки приводными головками, выемочным машинам, работающим по челноковой схеме.

Следует иметь в виду, что в условиях рыночной экономики использование устаревшего оборудования, несмотря на его относительно низкую первоначальную стоимость, экономически нецелесообразно. На каждую тонну добытого угля оно требует в 2,0-2,5 раза большего расхода эксплуатационных средств, к тому же не обеспечивает требуемого уровня безопасности обслуживающего персонала.

Соответствие конструкции, типоразмера и параметров механизированной крепи горно-геологическим и горно-техническим условиям эксплуатации является важнейшим условием обеспечения эффективной работы очистного комплекса оборудования в целом. Поэтому обоснование и выбор оборудования комплекса для данных условий следует начинать с анализа факторов, которые влияют на выбор механизированной крепи. Первоочередность выбора механизированной крепи обусловливается также высокой стоимостью гидрофицированной крепи (до 85 % стоимости комплекса) и значительной трудоемкостью ее монтажа и демонтажа.

Базой современных очистных комплексов для отработки пологонаклонных пластов являются щитовые механизированные крепи (ЩМК), конструкция и параметры которых при правильном выборе обеспечивают надежную и высокопроизводительную работу всего оборудования комплекса и безопасность труда обслуживающего персонала.

Обеспечение этих требований особо актуально при отработке угольных пластов с малоустойчивой и неустойчивой непосредственной кровлей (категорий Б₃, Б₂), доля которых в Донецком бассейне составляет 70%, а также – пластов с трудно обрушаемой (тяжелой) основной кровлей.

Перспективными ЩМК, удовлетворяющими в значительной степени указанным требованиям и адаптированными к условиям Донецкого бассейна при отработке пологонаклонных пластов мощностью 0,8-2,6м, являются разработанные Донгипроуглемашем ЩМК типов КД90 (3т.р.), КД90Т (2т.р.), КДД (2т.р.), ДМ, ДТ (2т.р.). Именно этим ЩМК поддерживающе-оградительного типа следует отдавать предпочтение по сравнению с поддерживающими крепями с секциями рамной конструкции (М87, М88 и др.) и оградительно-поддерживающими ЩМК типа ОКП, УКП, технический уровень которых в большинстве случаев не соответствует сложным горно-геологическим условиям их применения в Донецком бассейне и не может обеспечить высокопроизводительную работу комплекса. Эффективная область применения указанных механизированных крепей в условиях Донецкого бассейна практически исчерпана.

Основными параметрами щитовых механизированных крепей, определяющими область их эффективного применения являются [1]:

• удельное сопротивление МК опусканию кровли, характеризующее ее поддерживающую способность ;

• удельное сопротивление МК опусканию кровли на 1м лавы, характеризующее способность управлять тяжелой кровлей ;

• удельное сопротивление на переднем конце консоли перекрытия, характеризующее способность МК предотвращать обрушение пород непосредственной кровли в зоне наиболее вероятного ее обрушения ;

• давление на почву (МПа), характеризующие возможность вдавливания оснований секций в слабую почву;

• коэффициент затяжки кровли, характеризующий отношение поддерживаемой МК площади кровли к общей площади призабойного рабочего пространства К_з;

• минимальная и максимальная конструктивная высота секции МК;

• особенности кинематики четырехзвенного механизма, определяющие направление смещения перекрытия относительно кровли при конвергенции боковых пород в пределах диапазона раздвижности крепи.

Важными эксплуатационными достоинствами некоторых типов механизированных крепей является возможность их передвижки с подпором и приподъемом переднего носка основания, что позволяет расширить область эффективного применения комплексов на пласты с неустойчивой кровлей (категория Б₂) и слабой почвы (П₂).

Преимущественное применение получают агрегатированные механизированные крепи с резервированием шага передвижки секций, передвижным конвейером (базой крепи) и дистанционным электро-гидравлическим управлением, что позволяет повысить скорость крепления в 1,5-2,5 раза по сравнению с индивидуальным управлением.

Технические характеристики и условия применения рамных и кустовых МК поддерживающего типа и ЩМК поддерживающе-оградительного типа нового технического уровня приведены соответственно в табл.1.1 и табл.1.2.

Выбор очистного механизированного комплекса при заданных параметрах выемочного участка целесообразно производить в соответствии с рекомендациями работы [ 2 ].

Основными параметрами при выборе механизированного комплекса для конкретных горно-геологических условий являются минимальная m₁ и максимальная m₂ мощности разрабатываемого пласта, минимальный ₁ и максимальный ₂ углы падения пласта.

Указанные параметры сопоставляются с показателями нижнего (m_мин, _min) и верхнего (m_max, _max) пределов применения механизированных крепей по мощности и углу падения пласта, приведенных в технических характеристиках (табл.1.1 и табл.1.2).

Если выполняются условия

то предварительно определяется один или несколько типов МК, которые могут быть применены в данных условиях.

Категория пород по обрушаемости (А) определяет необходимую несущую способность (удельное сопротивление) и тип механизированной

Таблица1.1- Технические характеристики и условия применения МК поддерживающего типа

Показатели и условия применения	Значения показателей для МК с секциями рамной и кустовой конструкции типа
	1М88	М87УМ 1 т.р.	М87УМ П т.р.	М87УМП 1т.р.	М87УМП Пт.р.	М87УМН 1т.р.	М87УМН Пт.р.	МТ –1,5 1т.р.	2МТ-1,5 Пт.р.	1М87Л	2М87Л
Мощность пластов, м	1,0-1,3	1,15-1,4	1,35-1,95	1,05-1,38	1,25-1,95	1,05-1,38	1,25-1,95	1,1-1,5	1,35-2,0	1,0-1,6	1,35-2,0
Угол падения пласта, град при выемке по простиранию при выемке по падению-восстанию	0-15 0-8	0-15 0-10	0-15 0-10	0-35 0-10	0-35 0-10	0-35 0-10	0-35 0-10	0-23 0-8	0-18 0-8	0-20 0-10	0-20 0-10
Удельное сопротивление, кН/м2	410	410	410	520-620	520-620	410	410	875	875	400	400
Сопротивление секции, кН	1520	1300	1300	1300	1300	1300	1300	5450	5450	1500	1500
Шаг установки секций, м	0,95	0,95	0,95	0,63:0,79	0,63:0,79	0,95	0,95	1,26	1,26	0,95	0,95
Основные размеры секции, мм Высота (min – max) Ширина перекрытия Длина перекрытия	710-1300 920 3850	855-1455 920 3560	1035-1985 920 3560	860-1450 920 3565	1040-1980 920 3565	870-1490 920 3730	1040-1990 920 3730	835-1510 1230 4000	990-2010 1230 4000	750-1600 900 3750	885-2000 900 3750
Давление на почву, МПа	1,6	1,65	1,65	1,95	1,95	1,6	1,6	2,6	2,6	1,3	1,3
Масса секции, кг	1938	1640	1720	1640	1720	1960	2150	4950	5250	2600	2750
Время передвижки секции, с	12-15	12-15	12-15	12-15	12-15	15-20	15-20	15-20	15-20	12-15	12-15
Категория пород кровли по обрушаемости	А1 , А2	А1 , А2	А1 , А2	А1 , А2	А1 , А2	А1 , А2	А1 , А2	А3 , А4	А3 , А4	А1 , А2	А1 , А2
Категория пород непосредст. Кровли по устойчивости	Б4 , Б5	Б4 , Б5	Б4 , Б5	Б4 , Б5	Б4 , Б5	Б4 , Б5	Б4 , Б5	Б4 , Б5	Б4 , Б5	Б4 , Б5	Б4 , Б5
Категория устойчивости пород почвы	П3	П3	П3	П3	П3	П3	П3	П3	П3	П3	П3

Таблица1.2- Технические характеристики и условия применения ЩМК нового технического уровня

Показатели и условия применения	Значения показателей для щитовых крепей поддерживающе-оградительного типа
	1КД90	2КД90	3КД90	2КД90Т	3КД90Т	ДМ	1КДД	2КДД	1ДТ	2ДТ
Мощность пластов, м	0,8-1,3	1,1-1,5	1,35-2,5	1,1-1,5	1,35-2,0	0,8-1,5	0,9-1,6	1,35-2,4	1,1-1,8	1,45-2,5
Падение пласта, град при выемке по простиранию по падению (восстанию)	0-35 0-10	0-35 0-10	0-35 0-10	0-35 0-10	0-35 0-10	0-35 0-10	0-35 0-10	0-35 0-10	0-35 0-10	0-35 0-10
Удельное сопротивление, кН/м2	488-550	514-554	542-558	813-863	846-869	325-485	350-505	478-533	700-800	730-840
Сопротивление секции, кН	2838-3194	2988-3217	3149-3241	4745-5035	4940-5070	1800-2800	1990-2930	2660-3080	3800-4500	4000-4800
Удельное сопротивление на конце передней консоли, кН/м	389-438	410-441	432-445	650-692	680-700	340-420	316-433	400-440	520-670	600-690
Шаг установки секций, м	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5
Габариты секции, мм Высота (min – max) Ширина Длина	655-1365 1420 4735	710-1450 1420 4750	1000-2030 1420 4730	750-1470 1420 5000	1000-2080 1420 4950	610-1500 1440 4530	710-1500 1440 4530-4800	1115-2400 1440 4505-5090	800-1800 1440 4600-4930	1175-2500 1440 4520-5190
Коэффициент затяжки кровли	0,9	0,9	0,9	0,9	0,9	0,9	0,9	0,9	0,9	0,9
Давление на почву, МПа	1,12	1,13	1,44	1,73	1,74	1,45	1,5	1,5	1,8	1,8
Масса секции, кг	7200	7530	7870	8900	9600	7200	8350	8720	9600	10100
Время передвижки секции, с	12-15	10-12	8-10	10-12	8-10	10-12	10-12	8-10	10-12	8-10
Категория пород кровли по обрушаемости	А1, А2	А1, А2	А1, А2	А3	А3	А1, А2	А1, А2	А1, А2	А3	А3
Категория пород кровли по устойчивости нижн.слоя	Б2, Б3	Б2, Б3	Б2, Б3	Б3, Б4	Б3, Б4	Б3	Б3	Б3	Б3, Б4	Б3, Б4
Категория устойчивости пород почвы	П2, П3	П2, П3	П2, П3	П3, П4	П3, П4	П2, П3	П2, П3	П2, П3	П3, П4	П3, П4

крепи по характеру взаимодействия ее с кровлей (поддерживающая, поддерживающе-оградительная, оградительно-поддерживающая).

Необходимое удельное сопротивление механизированной крепи (кН/м²) можно определить по зависимостям, рекомендуемым проектом межгосударственного стандарта - Крепи шахтные механизированные. Общие технические условия:

- для легких кровель (А₁) Р_к = 350 + 75(m – 1);

- для средних кровель ( А₂) Р_к =1,5 [400 + 80(m – 1)]; (2)

- для тяжелых кровель (А₃) Р_к =2 [300 +75 (m – 1)]

где m=m₂ – максимальная мощность разрабатываемого пласта.

Сопоставляя полученные данные с показателями фактического удельного сопротивления крепей Р_факт, приведенными в табл.1.1 и 1.2, определяем типы механизированных крепей удовлетворяющих условию

Р_факт  Р_{к необх} (3)

На пластах с легко- и среднеобрушаемыми кровлями (А₁, А₂), средней устойчивости и устойчивых (Б₄, Б₅) целесообразно применять комплексы с крепями поддерживающего типа (табл.1.1, кроме МТ-1,5), а также ЩМК поддерживающе-оградительного типа с сопротивлением до 500 кН/м² (таблю1.2).

Для кровель труднообрушаемых (А₃) следует применять щитовые или кустовые МК с сопротивлением более 800 кН/м², с коэффициентом начального распора не менее 0,7.

В условиях легкообрушаемых кровель (А₁) с неустойчивым (Б₂) и малоустойчивым (Б₃) нижним слоем непосредственной кровли предпочтительно применять комплексы с щитовыми механизированными крепями, передвигаемыми с подпором, (табл.1.2), с активными консольными частями перекрытий, с коэффициентом затяжки кровли не менее 0,9. Крепи этого типа, как видно из табл.1.2, создают достаточно высокое удельное сопротивление на конце передней консоли, что резко снижает количество вывалов пород непосредственной кровли в области наиболее вероятного ее обрушения в призабойном пространстве.

Эта рекомендация справедлива как для тонких пластов, так и пластов средней мощности.

Прочность на вдавливание (_ад) и устойчивость верхнего слоя почвы (П₁-П₃) определяют выбор механизированной крепи по удельному давлению оснований секций на почву пласта. Для расширения области применения ЩМК на пласты с почвой средней устойчивости (П₂) современные ЩМК (табл.1.2) оснащаются механизмом подъема основания.

При соответствии параметров одного или нескольких типов механизированной крепи исходным данным по диапазону мощности пласта и углам его падения, по свойствам кровли и почвы, производится анализ исходных данных по сопротивляемости угля резанию. При этом определяют тип и производительность выемочной машины комплекса, т.е. возможности и целесообразности применения в конкретных условиях стругового или комбайнового очистного комплекса.

При выборе выемочной машины (очистной комбайн) необходимо учитывать следующие основные факторы:

1. уровень энерговооруженности;

2. возможность фронтальной самозарубки и челноковой безнишевой выемки (при выносе приводных головок конвейера на сопряженные с лавой штреки);

3. обеспечение максимальной производительности при минимальных удельных энергозатратах для данных параметров разрушаемости угольных пластов при реализации установленной мощности приводов;

4. применение исполнительных органов, обеспечивающих минимальное пылеобразованение, требуемую сортность добываемого угля, минимальные удельные энергозатраты на разрушение угольного массива и погрузку отбитого угля на конвейер, необходимый диапазон регулирования по мощности пласта;

5. возможность компоновки и увязки по основным конструктивным и технологическим параметрам с конвейером и механизированной крепью для обеспечения заданной производительности;

6. тип и параметры системы механизма подачи, (ВСП, ЦСП, БСП) комбайна и рациональная область их применения.

Технические характеристики серийных комбайнов и машин нового технического уровня, приведены в табл.1.3.

Типы забойных скребковых конвейеров (с навесным оборудованием), их типоразмеры по длине и мощности приводов должны соответствовать пути транспортирования угля по лаве и длине лавокомплекта механизированной крепи (с учетом выхода приводов конвейера на вентиляционный и откаточный штреки) , а также - типу крепи сопряжения.

Производительность забойного конвейера не должна ограничивать максимально возможную теоретическую (минутную) производительность выемочной машины.

Технические характеристики передвижных скребковых забойных конвейеров для очистных комплексов приведены в табл.1.4.

Возможные сочетания оборудования в составе очистных механизированных комплексов для отработки полого-наклонных пластов тонких и средней мощности приведены в приложении (табл. П.1).

При выборе оборудования очистного комплекса необходимо учитывать затраты на его приобретение и выполнять технико-экономический анализ нескольких конкурирующих вариантов.

Для возможности оценки капитальных затрат на приобретение оборудования очистного комплекса и определения стоимости его составных частей, в приложении приведены договорные цены на механизированные крепи (табл. П.2), очистные комбайны (табл.П.3), скребковые забойные конвейеры (табл.П.4) и насосные станции для механизированных крепей (табл.П.5).

Таблица1.3- Технические характеристики серийных очистных комбайнов и машин нового технического уровня

Показатели	Типы очистных комбайнов
	К103М	УКД3	УКД200	УКД300	КА80	1К101У	1К101УД	ГШ200В		РКУ10	РКУ13	1ГШ68	2ГШ68	ГШ500
Производительность, т/мин	До 5	3-5	3-5	4-10	3-5	3-4	До 4,0	4,05,5		5-7	5-8	5-8	5-8	5-11
Применяемость по мощности пласта, м	0,7-1,4	0,8-1,3	0,8-1,3	0,85-1,5	0,85-1,3	0,8-1,3	0,95-1,3	1,051,5		1,1-1,93	1,35-2,6	1,3-2,5	1,3-2,5	1,3-2,7
Суммарная мощность привода, кВт	290	290	310	360	242	110	290	310		200	200	300	320	564,5
В т.ч. привода резания	180	180	200	300	132	-	180	200		-	-	-	-	500
Привода подачи	2х55	2х55	2х55	2х30	2х55	-	2х55	2х55		-	-	-	-	60
Номинальное напряжение, В	660	660	660/1140	1140	660	660	660	660		660	660	660/1140	660/1140	660/1140
Диаметр исполнительного органа, м	0,63;0,710,8	0,8; 0,9	0,8; 0,9	0,8; 0,9; 1,0	1,0	0,73; 0,8	0,8	0,8;1,0		1,0; 1,25	1,12; 1,4	1,12; 1,25	1,25; 1,4	1,25; 1,4
Ширина захвата, м	0,8	0,63; 0,8	0,63; 0,8	0,7	0,63; 0,8	0,63; 0,8	0,8	0,8		0,8	0,63	0,63; 0,8	0,63; 0,8	0,63
Тип исполнительного органа		Ш н е к о в ы й			Бараб.	Ш н е к о в ы й
Число резцов, nр	20	38	38	38	42	42	36		36	36	32	32	32	32
Тип резцов	3Р4-80	РКС2	РКС2	РКС2	3Р4-80	3Р4-80	3Р4-80		3Р4-80	3Р4-80	3Р4-80	3Р4-80	3Р4-80	3Р4-80
Частота вращ. об/мин.	70; 98	78	78	78	54,6	83,1	72		63,1	63,1	39,4	44,4; 53,6	44,4; 53,6	41,8
Максимальная скорость подачи, м/мин	5,0	5,0	5,0	13,0	4,4	4,4	5,2		5,0	5,0	5,0	4,4	6,0	6,5
Тяговое усилие, кН	200	200	200	300	250	250	200		200	250	250	185	220	390
Масса, т	11,0	16,0	17,5	18,5	10,4	10,4	8,8		13,2	18,6-19,1	20,7-24,8	18,6	21,0	28,0

Таблица1.4- Технические характеристики скребковых забойных конвейеров

ПАРАМЕТРЫ	Типы скребковых передвижных конвейеров
	СПЦ151	СПЦ161	СП202	СП87П	СП301	СПЦ163	СПЦ273	СП326	КСД26В	КСД27	КСД28
Производительность, т/мин	4,0	5,8	7,2	6,7	12,2	6,1	12,0	13,0	10,0	14,0	16,6
Скорость движения тягового органа, м/с	1,0	1,0	1,0	1,0	1,34	1,0	1,0	1,0	1,04	1,05	1,06
Тяговый орган: Тип цепи Кол-во и расположение цепей	20х80 1 в центре	20х80 1 в центре	18х64 2	18х64 2	24х86 2	24х86 2 в центре	26х92 2 в центре	26х92 2 в направляющих	26х92 2 центрально-разнесен.	30х108 2 центрально- разнесен.	30-108 2 в центре
Число и мощность электродвигателей, кВт	2х55 3х55	2х55	2х55 3х55 4х55	2х55 3х55 4х55	4х55	2х110 2х160	2х110 3х110	3х110 4х110	1х55/160 1х65/220	2х65/200	85/250
Рештачный став: Высота боковины, мм Ширина, мм Длина рештака, мм	160 500 1350	160 630 1350	190 642 1500	190 642 1895	245 754 1500	192 642 1500	228 736 1500	245 754 1500	228 642 1500	255 754 1500	255 800 1500
Длина в поставке, м	200	200	150; 175; 220; 300	150; 175; 200	120; 180	200	200 250	250 300	До 300	До 300	250

Таблицы П2-П5 составлены с использованием приложения 5 «Договорные цены на горношахтное оборудование и материалы» (на конец 2003г), помещенного в работе [3].

Приведем пример выбора очистного механизированного комплекса применительно к следующим исходным данным:

1. Мощность пласта, м – 1,3 – 1,5.

2. Угол падения пласта, град. – 4.

3. Марка угля – Ж.

4. Сопротивляемость угля резанию, Н/мм – 290.

5. Породы кровли

• непосредственная – устойчивая ( Б₅ );

• основная – труднообрушаемая ( А₃ ).

6. Породы почвы – слабые ( П₂ ).

7. Длина лавы, м – 200.

8. Подвигание очистного забоя – по простиранию ( ПР ).

9. Длина выемочного столба, м –1200.

Выбор средств механизации (типа и состава очистного комплекса) рекомендуется производить в результате сопоставления горно-геологических и горно-технических факторов, характеризующих очистной забой (исходные данные выполняемой работы), с технической характеристикой входящих в состав существующих очистных комплексов машин. Кроме перечисленных факторов, следует учитывать дополнительные, определяющие, в частности, технико-экономические и другие показатели работы очистного забоя.

Выбор средств механизации следует начинать с выбора типа базовой машины – механизированной крепи, как определяющей основные показатели работы забоя в целом. Выбор типа механизированной крепи производится на основании вышеизложенной методики по результатам сравнительного анализа нескольких ( не менее 2-х, а лучше 3-х или 4-х ) возможных к применению вариантов ( параметры механизированных крепей приведены в табл. 1.1 и табл. 1.2 ). При этом результаты сравнительного анализа удобно представить в виде таблицы .

Таблица 1.5 - Выбор типа механизированной крепи

Факторы сравнения		Исходные данные	Технические характеристики крепи
			2КД90Т		МТ1,5
Горно-геологические факторы
Мощность пласта, м		1,3 - 1,5	1,1 - 1,5		1,35 - 2,0
Угол падения пласта, град		3 – 4	До 35		До 35
Характеристика кровли: - непосредственная -основная кровля		малоустойч. труднообрушаемая	коэффициент затяжки кровли 0,9 0,9 сопротивление крепи на 1 м2 поддерживаемой кровли, кН/м2 863 850 сопротивление секции крепи , кН 5035 5450
Характеристика почвы		Устойчивая	давление на почву, МПа 1,73 2,3
Горнотехнические факторы
Длина выемочного столба, м		1200	> 400		>400
Расположение очистного забоя в пространстве		выемка по простиранию	удовлетворяет
Длина очистного забоя, м		200	250		200
Дополнительные факторы
Масса секции крепи, кг			8900	5250
Договорная оптовая цена, тыс. грн.			12000	7374

По результатам выполненного анализа формулируется соответствующий вывод.

В данном примере предпочтение следует отдать крепи 2КД90Т поддерживающе-оградительного типа , позволяющей выполнять работы в забоях с малоустойчивой непосредственной и труднообрушаемой основной кровлей с большей степенью эффективности за счет обеспечения условий безопасности , высокой скорости крепления и производительности оборудования комплекса в сравнении с крепью МТ1.5.

. Выбор типа комбайна также следует выполнять в результате сравнительного анализа возможных к применению вариантов. В рассмотрение должны приниматься комбайны, соответствующие мощности и углу падения вынимаемого пласта. Технические характеристики комбайнов помещены в табл. 1.3. Результаты анализа могут быть представлены в виде табл. 1.6.

Таблица 1.6 - Выбор очистного комбайна

Факторы сравнения	Исходные данные	Технические характеристики Комбайнов
		1ГШ68		РКУ10
Горно-геологические факторы
Мощность пласта, м	1,3 - 1,5	1,30 - 2,5		1,1 - 1,93
Угол падения пласта, град	3 – 4	0 - 35		0 – 35
Сопротивляемость угля резанию, Н/мм	290	до 300		до 360
Хрупкопластические свойства угля	Ж хрупкий	любые		Любые
Горнотехнические факторы
Длина выемочного столба, м	1200	удовлетворяет
Расположение очистного забоя в пространстве	выемка по простиранию	удовлетворяет
Длина очистного забоя, м	200	удовлетворяет
Дополнительные факторы
Производительность труда		(+) - (высокая энерговооруженность) (+) - (безнишевая выемка)
Безопасность труда		(-) - (цепной тяговый орган)		(+) - (БСП)
Регулируемость по мощности пласта		(+) – (шнековые и.о.)
Сортность угля и пылеобразование		(-) - (шнековые и.о.)
Договорная оптовая цена, тыс. грн.		579,5	707,7

По результатам выполненного сравнительного анализа формулируется соответствующий вывод, в котором указываются основания для принятия решения по выбору типа комбайна.

В рассматриваемом примере целесообразным является использование комбайна РКУ10, как обеспечивающего при прочих равных условиях более высокие показатели по безопасности труда.

Руководствуясь минутной производительностью выбранного очистного комбайна и принимая во внимания данные, приведенные в табл. П. 1, окончательную комплектацию очистного механизированного комплекса завершаем выбором забойного конвейера, крепи сопряжения и насосной станции. В рассматриваемом случае может быть принят забойный конвейер СПЦ 273, крепь сопряжения УКС и насосная станция СНТ40.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЦИОНАЛЬНОГО РЕЖИМА РАБОТЫ

ВЫЕМОЧНОГО КОМБАЙНА

1. Постановка задачи

Задача выбора рационального режима работы выемочного комбайна является задачей оптимального проектирования. Ее постановка включает в себя следующие этапы:

1. Выбор критериев качества (функций цели). В качестве последних целесообразно принимать эксплуатационную производительность Q_э→max и удельные энергозатраты W→min.

2 Выбор оптимизируемых параметров. Для выемочного комбайна основным оптимизируемым параметром является скорость его перемещения вдоль забоя (скорость подачи) – V_п;

2. Построение математической модели, устанавливающей взаимосвязь между функциями цели и оптимизируемыми параметрами.

В данном случае математическая модель представляет собой зависимость

Q_э = f₁ (V_п)

2. Выбор ограничений, накладываемых на оптимизируемые параметры (параметрические ограничения) и другие параметры системы (функциональные ограничения). Для выемочных комбайнов таковыми являются:

• максимальная скорость, обеспечиваемая механизмом подачи V_пmax (V_п≤V_пmax);

• производительность конвейера Q_конв (Q_т≤ Q_конв);

- скорость крепления забоя механизированной крепью V_пкр (V_п≤V_пкр);

• мощность, соответствующая устойчивому моменту двигателя Р_у (Р_у≥Р).

2.1 Исходные данные для расчета

Исходные данные для выполняемых расчетов сводятся в табл.2.1.

Таблица 2.1.- Исходные данные (пример)

№	Наименование параметров	Обозначение	Размерность	Значение
1	Сопротивляемость угля резанию	Аp	Н/мм	290
2	Мощность пласта расчетная	Нp	м	1,4
3	Марка угля			Ж
4	Диаметр исполнительного органа	Dи	м	1,0
5	Ширина захвата	Bз	м	0,63
6	Скорость резания		м/с	3,3
7	Количество резцов на органе		шт.	32
8	Число резцов в одной линии резания	npл	шт.	2
9	Электродвигатель			ЭКВЭ4-200
10	К.п.д. передаточного механизма	η		0,8
11	Схема работы комбайна			челноковая
12	Длина очистного забоя	L	м	200
13	Коэффициент готовности	Кг		0,9
14	Удельный расход резцов	Z	шт/т	12·10-3

2.3 Определение рационального режима работы выемочного комбайна

Решение поставленной задачи рекомендуется выполнять с использованием графоаналитического метода, см. рис.2.1. В верхнем квадранте