Реферат Разработка шахтного поля
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-28Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего
от 25%

Подписываем
договор
Исходные данные ………………………………………………………………...2
1. Горная часть…………………………………………………………………….3
1.1. Выбор оборудования………………………………………………………..3
1.1.1. Выбор механизированной крепи………………………………………....3
1.1.2 Выбор выемочной машины…………………………………………………7
1.1.3 Выбор забойного конвейера……………………………………………...8
1.2. Технические характеристики оборудования очистного забоя ………..….9
1.3. Увязка конструктивных и режимных параметров функциональных
машин……………………..…………………………………………………..10
1.4. Расчет скорости подачи очистного комбайна…………………………….13
1.4.1 Определение скорости подачи комбайна по мощности двигателя
исполнительного органа………………………………………………………...14
1.4.2. Определение скорости подачи комбайна по вылету резца…………….14
1.4.3.Определение скорости подачи комбайна газовому фактору……………16
1.4.4. Определение скорости подачи комбайна по производительности
конвейера………………………………………………………..…………17
1.5 Расчет производительности очистного комбайна………………..………..18
1.5.1 Теоретическая производительность………………………………..……...19
1.5.2. Техническая производительность…………………………………..…….19
1.5.3. Эксплуатационная производительность…………………………….…...20
1.6. Организация работ в очистном забое…………………………………..…22
1.6.1.Построение планограммы работ в забое………………………………….22
1.6.2.Составления графика выходов рабочих…………………………………..26
2. Расчет режимных и конструктивных параметров исполнительного органа
очистного комбайна…………………………………………………………….27
Исходные данные представлены в таблице №1
Таблица .1
1.1. Выбор оборудования
От степени соответствия выбранного типа оборудования условиям его применения при отработке выемочного поля зависят безопасность и условия труда шахтеров, технико-экономические показатели работы очистного забоя, надежность и долговечность оборудования.
Комплексная механизация очистных работ в забое осуществляется механизированными очистными комплексами или агрегатами.
В состав очистного механизированного комплекса входят: выемочная машина - очистной комбайн или струг; доставочная машина - забойный скребковый конвейер; механизированная крепь, крепи сопряжения забоя с конвейерным и вентиляционными штреками; насосные станции; оросительная система; энергопоезд; кабелеукладчик; предохранительная лебедка, при работе комплекса на пластах с углами падения10 (при цепной системе подачи.
При выборе средств механизации необходимо учитывать горногеологические, горнотехнические и природные факторы.
Выбор оборудования необходимо начинать с выбора крепи.
1.1.1. Выбор механизированной крепи
При выборе, механизированной крепи прежде всего, необходимо обеспечить соответствие ее номинального рабочего сопротивления типу основной кровли по нагрузочным свойствам, что требует рассмотрения единой классификации кровель угольных пластов.
По заданию полный индекс кровли 2.2.1.:
по управляемости: 2 среднеуправляемая;
по устойчивости непосредственной кровли: 2 среднеустойчивая:
по нагрузочным свойствам основной кровли: 1 легкая.
Определения типоразмера крепи.
Типоразмер механизированной крепи определяется следующими условиями:
θ- запас раздвижности гидростоек на разгрузку, который для m >1 м должен быть не менее 0,05 м.
Определение наибольшего расстояния от забоя до гидростойки, наименьшего расстояния от забоя до гидростойки, площади сечения под крепью для прохода воздуха.
Для однорядных крепей:
где
где
По условиям заданных в курсовом проекте возможно применение следующих типов механизированных крепей.
Технические характеристики механизированных крепей.
Крепь | Высота секции в положений, мм | Угол падения, град | Удельное сопротивление на 1м2 кровли кН/м2 | Площадь проходного сечения для воздуха, м2 | Расстояние α от задней гидростойки до передней кромки козырька, мм | Расстояние с от передней гидростойки до передней кромки козырька, мм | Расстояние d от забоя до пере дней кромки козырька, мм | |
сдвину том, Hmin | раздви нутом, Hmах | |||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
М 145 | 2500 | 4500 | 35 | 950 | 7-19 | 3250 | 1850 | 200 |
УКП 5 | 2700 | 5100 | 35 | 1150 | 2-9 | 820 | 820 | 300 |
Проверим возможность применения механизированной крепи М 145, для этого определим
Подставим численные значения в формулы (1.1) и (1. 2) получим
Вывод: останавливаем свой выбор на данной крепи ,так как она удовлетворяет условиям (1.1) и (1.2). По типу крепи принимаем механизированный комплекс КМ145 .
Таблица 3
Тип комп лекса | Мощность обслужи ваемых пластов, м | Угол падения пласта, град | Характеристика кровли | Сопротив ление почвы, МПа | Механи зирован ная крепь | Очист,. ной комбайн | Забой ныи кон вейер | Крепь сопря жения | |
Тип основной кровли 1 | Тип непосред ственной кровли 2 | ||||||||
| 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
КМ 145 | 2,5-4,5 | 35 | тяжелая | неустой чивая | 2,5 | 1М145 | 1КШЭ К500 К700 | СПЦ271 СП301 Анжера | КМ145 |
Определим площадь прохода воздуха под крепью 1М145.
Площадь сечения для прохода воздуха для всех типов крепи, определяется:
S=m+(a+b), м2 . (1.5)
где m – средняя мощность вынимаемого пласта (4,2м).
S=4.2+(3,25+0,2)=14,49м2
В каждом механизированном комплексе одного наименования могут применяться несколько типов узкозахватных комбайнов или стругов, поэтому задача выбора выемочной машины сводится к анализу соответствия конструкции и параметров этик машин условиям применения на данном угольном пласте. Технические характеристики и область применения некоторых узкозахватных комбайнов приведены в табл. 4.
Учитывая ограничивающие факторы (сопротивляемость угля резанию Ар, наличие породных прослойков и т.д.), выбранная выемочная машина должна обеспечивать высокопроизводительную работу всего комплекс
При выборе выемочной машины для пластов мощностью m< 1,5 м и Ар
На пластах мощностью m > 1,5 м рационально применять узкозахватные комбайны со шнековым исполнительным органом.
Выбор ширины захвата в зависимости от мощности вынимаемого пласта выполняется по табл. 5.
Ширина захвата комбайна должна соответствовать шагу передвижки крепи.
Диаметр шнекового исполнительного органа очистного комбайна D выбирается из расчета полной обработки забоя, допуская при максимальной мощности пласта наличие обрушаемoй пачки угля.
B большинстве случаев диаметр исполнительного органа определяется как
где
Полученное значение диаметра шнека уточняем по нормальному ряду унифицированных шнеков и принимаем ближайшей больший типоразмер, D=2,5м.
1.1.3
В каждом конкретном случае следует произвести проверку соответствия параметров забойного конвейера условиям эксплуатации и параметрам остального оборудования комплекса.
Необходимая производительность забойного конвейера должна быть не ниже теоретической производительности выемочного комбайна.
При работе на углях средней крепости производительность серийных узкозахватных комбайнов составляет 4
Максимальная производительность забойных конвейеров, т/ мин.
Таблица 5
СПВ202В1 | СП87ПМ | СУОКП70 | СПЦ162 | СПЦ261 | СПЦ271 | СП301 | Анжера 26 | Анжера 30 | АРС30/800 |
10 | 10 | 12,6 | 7,2 | 8 | 12 | 16,5 | 12 | 16 | 16,6 |
Выбираем забойный конвейер Анжера - 30, с максимальной производительностью 16 т/ мин.
Технические характеристики очистного механизированного комплекса КМ145 представлены в таблице 6.
Таблица 6
Тип Комп лекса | Мощность обслужи ваемых пластов, м | Угол падения пласта, град | Характеристика кровли | Сопротив ление почвы, МПа | Механи зирован ная крепь | Очист,. ной комбайн | Забой ныи кон вейер | Крепь сопря жения | |
Тип основной кровли 1 | Тип непосред ственной кровли 2 | ||||||||
| 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
КМ 145 | 2,5-4,5 | 35 | Т тяжелая | неустой чивая | 2,5 | М145 | 1КШЭ | Анжера-30 | КМ145 |
Технические характеристики механизированной крепи М145 представлены в таблице 7.
Таблица 7
Крепь | Высота секции в положений, мм | Угол падения, град | Удельное сопротивление на 1м2 кровли кН/м2 | Площадь проходного сечения ДЛЯ воздуха, м2 | Расстояние а от задней гидростойки до передней кромки козырька, мм | Расстояние с от передней гидростойки до передней кромки козырька, мм | Расстоя ние а от забоя до пере дней кромки козырька, мм | |
сдвину том, | раздви нутом, "тах | |||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
М145 | 2500 | 4500 | 35 | 950 | 14,49 | 3250 | 2400 | 200 |
Технические характеристики очистного комбайна 1КШЭ представлены в табл
Комбайн | Вынимаемая мощность пласта, м | Угол падения, град | Мощность эл. двигател. привода исполнительных органов | Тип эл. двигат- теля | Скорость подачи, м/мин | Номина льное тяговое усилие, кН | Диаметр, м | Ширина захвата, м | ско рость резания, м/с |
1 | 2 | 3 | ; 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
1КШЭ | 2,5-5,5 | 35 | 200; 315; 400 | ЭКВЭ | 0-8 | 320 | 2,5 | 0,63 | 3.2-3,7 |
Максимальная производительность забойного конвейера Анжера - 30 Q = 16 т/мин.
1.3 Увязка конструктивных и режимных параметров
функциональных машин
Правильный выбор конструктивных и режимных параметром функциональны машин комплекса в полной мере не обеспечивает их эффективной работы. Необходимо обеспечить увязку этих параметров. Только в этом случае работа функциональных машин будет полностью согласована во времени и пространстве.
Целью увязки параметров функциональных машин является согласование теоретической производительности комбайна c учетом его возможной скорости подачи для конкретных горно-геологических условий, a также скорости крепления забоя и производительности конвейера.
Теоретическая производительность главной функциональной машины – выемочной является основным критерием для увязки параметров функциональных машин.
Исходя из сопротивляемости угля резанию и удельных энергозатрат на выемку угля определяют теоретически возможную производительность очистного комбайна:
где
Для двигателей серии ЭКВ можно принимать значения
где
Для 1КШЭ при вынимаемой мощности пласта 4,0 – 4,4м. принимаем
N =500 кВт.
Удельные энергозатраты зависят от сопротивляемости угля резанию. Для шнековых исполнительных органов можно принимать
По заданию Аp =200Н/мм, из пропорции определяем Нw:
0.3 - 80
Подставив численные значения в формулу (1.7) получим:
Проверяем механизированную крепь по фактору проветривания:
где
Подставим численные значения в формулу (1.8) получим:
Площадь проходного сечения воздуха для крепи М145 составляет 14,49м
Условия проветривания не выполняются, вернемся к этому условию после расчета эксплуатационной производительности.
Скорость подачи очистного комбайна должна быть согласована со скоростью крепления забоя:
Сначала определяем теоретическую возможную скорость подачи комбайна:
где
Подставим численные значения в формулу (1.10) получим:
Скорость крепления очистного забоя определяется из выражения:
г
Подставим численные значения в формулу (1.11) получим:
Условие (1.11) выполняется.
Проверка производительности забойного конвейера производится по формуле:
где
характеристике, т/мин;
Условие (1.12)
1.4.Расчет скорости подачи очистного комбайна
B этом разделе определяется скорость подачи комбайна по четырем ограничивающий факторам: мощности двигателя комбайна, вылету резца, газовому фактору, производительности забойного конвейера.
Если в качестве выемочной машины принят не комбайн, рассчитывается
1.4.1 Определение скорости подачи комбайна по мощности
двигателя привода исполнительного органа
где
органа двигателя комбайна, кВт;
Подставим численные значения в формулу (1.13) получим:
1.4.2. Определение скорости подачи комбайна по вылету резца
Тип режущего инструмента выбирается в соответствии с технической характеристикой выемочной машины или типоразмер рядом резцов.
где
Частота вращения исполнительного органа выбирается по технической характеристике комбайна или определяется по формуле
Где
м/с;
подставим численные значения в формулу (1.15) получим
Коэффициент вылета резца
Радиальный вылет резца:
где
θ- угол установки резца к поверхности резания, град, для радиальных резцов угол установки резца к поверхности резания θ = 90°.
Подставим численные значения в формулу (1.16) получим:
Подставим численные значения в формулу (1.14) получим:
1.4.3. Определение скорости подачи комбайна
по газовому фактору.
где
9
м3/т;
Подставим численные значения в формулу (1.17) получим:
1.4.4. Определение скорости подачи комбайна по
производительности конвейера
где
для Анжера 30 [1,с,31, табл 6];
Подставим численные значения в формулу (1.18) получим :
Наименьшая из рассчитанных скоростей подачи комбайна по формулам (1.13), (1.14), (1.17), (1.18) принимается для дальнейших расчетов. При этом принятая скорость подачи комбайна должна быть не более скорости, рассчитанной по формуле (1.13).
Скорость подачи комбайна по мощности двигателя исполнительного органа,
Скорость подачи комбайна по вылету резца,
Скорость подачи комбайна по газовому фактору,
Скорость подачи комбайна по производительности конвейера,
Для дальнейших расчетов необходимо принять наименьшую скорость из рассчитанных. В нашем случае она ограничена газовым фактором и составляет V=1,03м/мин. Однако такая скорость сдерживает потенциальные возможности комбайна. Поэтому для увеличения скорости проведем дегазацию пласта.
С учетом дегазационных мероприятий принимаем коэффициент дегазации равным 0,3.
Вернёмся к условию выражения 1.17 и рассчитываем Vn:
Для дальнейших расчетов принимаем скорость подачи комбайна Vп=2,87м/мин.
1.5. Расчет производительности очистного комбайна
1.5.1. Теоретическая производительность
Теоретическая производительность - это количество полезного ископаемого, добываемого за единицу времени при непрерывной работе выемочной машины с рабочими параметрами, максимально возможными в заданных условиях эксплуатации.
где
;
.
Подставим численные значения в формулу (1.19) получим:
1.5.2. Техническая производительность
Техническая производительность - максимально возможная среднечасовая производительность при работе в конкретных условиях эксплуатации.
Она определяется с учетом простоев, присущих конструкции комплекса (затраты времени на маневровые операции, концевые операции, на устранение отказов).
где
Подставим численные значения в формулу (1.20) получим:
1.5.3. Эксплуатационная производительность
Эксплуатационная производительность - это производительность с учетом простоев по организационным причинам и простоев, связанных с устранением технических неполадок, не зависящих от конструкции комплекса.
Она определяется с учетом коэффициента эксплуатационной производительности, учитывающего время простоев по эксплуатационным, организационным и техническим причинам (отсутствие порожняка, электроэнергии, рабочего инструмента, остановка оборудования транспортного комплекса и т.д.).
где
Подставим численные значения в формулу (1.21) получим:
Суточная производительность:
Вернемся к формуле (1.8) и проверим механизированную крепь по фактору проветривания подставив в формулу(1.8) вместо теоретической производительности комбайна
где S - площадь сечения для прохода воздуха, м2;
Расчетная площадь проходного сечения для воздуха для крепи М145
S = 14,44
Вывод: условие 1.8выполняются, с учетом дегазации и эксплуатационной производительности
1.6
Основным производственным процессом добычи угля на шахтах является очистная выемка, которая характеризуется работой очистного забоя по определенному графику. При поточной организации производства все процессы и операции выполняют согласно графику организации работ. Он включает в себя планограмму работ, график выходов рабочих и таблицу технико-экономических показателей. При составлении графика организации работ необходимо установить режим и форму организации труда в забое.
Обычно в комплексно-механизированных забоях применяют координатные графики, на которых наглядно изображены протекающие во времени и пространстве все основные процессы и операции.
При комплексно-механизированной выемке необходимо руководствоваться следующими принципами:
•выемка угля должна осуществляться узкозахватными самозарубающимися комбайнами;
•передвижка механизированной крепи должна производиться вслед за выемкой угля;
•конструкция забойного конвейера должна обеспечивать при его передвижке погрузку оставшегося на почве угля.
•
1.6.1.Построение планограммы работ в забое.
Режим работы обычно четырехсменный, по 6 часов каждая смена, из которых три добычные и одна ремонтно-подготовительная. Все виды работ в лаве выполняет комплексная бригада рабочих, состоящая из сменных звеньев.
Рабочий цикл по выемке полосы угля включает в себя следующие основные виды работ в лаве: выемка угля комбайном, зачистка лавы комбайном (при односторонней схеме работ), передвижка конвейера, передвижка секций крепи.
Все виды работ приводятся на планограмме, отражающей рабочие операции во времени и пространстве.
Для построения планограммы работ в лаве необходимо определить количество рабочих циклов в сутки и время одного цикла:
где
где
где
Подставим численные значения в формулу (1.24) получим:
Подставим численные значения в формулу (1.22) получим:
Время одного цикла:
или
где
L
- длина лавы, м;
где
Подставим численные значения в формулу (1.27) получим:
Подставим численные значения в формулу (1.25)(1.26) получим:
1.6.2. Составление графика выходов рабочих
В очистных забоях работу ведут комплексные бригады, которые выполняют все рабочие процессы и операции. Режим работы четырехсменный, по 6 часов каждая смена, из которых три добычные и одна ремонтно-подготовительная. Кроме рабочих сдельщиков, выполняют ремонтные работы электрослесари и вспомогательные горнорабочие, не входящие в состав комплексной бригады. По установленной форме строят график выходов рабочих.
Пример графика выходов рабочих