3. Расчет производительности проходческого комбайна

Для проходческих комбайнов, как и для очистных, различают теоретическую, техническую и эксплуатационную производительность.

Теоретическая производительность Q (м³/мин) проходческих комбайнов и щитов бурового, непрерывного действия, работающих по породам, определяется довольно просто

(3.1)

где S – площадь сечения проводимой выработки в черне, м²;

v – скорость перемещения исполнительного органа комбайна, щита в направлении перемещения фронта забоя, м/с.

Теоретическая производительность Q (м³/мин) проходческих комбайнов и проходческих щитов с исполнительным органом избирательного действия это будет выглядеть несколько иначе

(3.2)

где d – значение среднего диаметра исполнительного органа, м;

B_з –ширина захвата коронки исполнительного органа (и.о), м.

B_з зависит от размере сечения выработки и диаметра и.о.;

v_x(y) – скорость перемещения коронки соответственно в горизонтальной или вертикальной плоскости (при расчетах принимается одно, большее значение), м/с;

z_ио – число одновременно работающих исполнительных органов (коронок).

Техническая производительность Q_Т проходческих комбайнов и щитов определяется в метрах кубических или в тоннах за 1 час работы.

(3.3)

где k_Т – коэффициент технически возможной непрерывной работы комбайна. В свою очередь

(3.4)

где k_Г – коэффициент готовности комбайна;

t_P – чистое время работы комбайна за цикл по разрушению пород забоя, мин;

t_п.к – время простоев комбайна за рабочий цикл, мин;

Значение коэффициента готовности k_Г по эксплуатационным данным имеет значение от 0,88 до 0, 91. Коэффициента готовности комбайна выше, чем у комплекса. Чем качественнее сделано оборудование, тем выше коэффициент готовности.

Для расчета курсового задания следует принять среднее значение.

Коэффициент готовности комплекса намного ниже, чем одной единицы комплекса, например комбайна. На лекции мы говорили, что чем сложнее конструкция и чем больше в ней узлов и деталей, тем меньше коэффициент готовности.

Коэффициент готовности проходческих комплексов составляет в среднем 0,75-0,85.

Чистое время работы t_P комбайна с исполнительным органом избирательного действия рассчитывается с учетом среднего значения диаметра исполнительного органа d, скорости перемещения коронки v_x(y) и площади сечения выработки S.

(3.5)

Время простоев комбайна за рабочий цикл t_п.к зависит от конструкции комбайна и складывается из затрат времени на не совмещенную с работой исполнительного органа. t_п.к может включать подачу комбайна на забой или его передвижку, замену рабочего инструмента, переключение рабочих органов и т.д. Среднее значение t_п.к можно определить по следующей формуле

(3.6),

где

t_М – время маневровых операций, зависит от типа проходческого комбайна;

, сек

где V_м – максимальная скорость перемещения комбайна без нагрузки, м/с.

С целью упрощения расчета для проходческих комбайнов бурового непрерывного действия примем, что t_М = 0.

t_О – время устранения отказов;

.

Затраты времени на замену рабочих инструментов рассчитываются по величине удельного расхода резцов

t_зи = ВSt_зZ,

где Z – величина удельного расхода резцов, шт/т;

В среднем Z≈8÷43 штук на 1000 тонн, чем больше крепость и абразивность пород, тем больше данная величина.

t_з – время на замену одного резца, с.

По стандартам разных лет время на замену одного резца колеблется и имеет разное значение, для расчета примем, что она составляет 1 минуту.

Напомним, время простоев комплекса так же будет выше. Необходимо учитывать дополнительные простои, связанные не только с одним оборудованием, а со всеми составными частями, если они не совмещаются или совмещаются не полностью.

Из практики эксплуатации проходческих комбайнов и щитов известно, что соотношение времени простоев t_п.к и чистой работы t_P имеет следующую зависимость

.

Эксплуатационная производительность Q_Э комбайна и проходческого комплекса зависит от перечисленных выше факторов, а так же от дополнительных простоев по организационно-техническим причинам, как то простои из-за отсутствия порожней вагонетки, замены рабочих инструментов и т.д.

Данная производительность, как и техническая производительность, определяется в метрах кубических или в тоннах за 1 час работы.

(3.7)

где k_Э – коэффициент непрерывности работы, учитывающий все виды простоев комбайна или комплекса в целом.

(3.8)

где k_Г – коэффициент готовности комбайна (щита) или комплекса в целом;

А = 0,8 - коэффициент, учитывающий регламентированные перерывы в работе;

t_ПО - время простоев оборудования за цикл по организационно-техническим причинам (простоев во время обмена вагонеток, возведения крепи или отсутствия электроэнергии);

Внимание Q_Э – это производительность по проходке ОДНОГО погонного метра!

Для определения производительности по проходке выработки необходимо полученный результат умножить на плотность породы, которая оговорена в задании на курсовую работу.

Суточная производительность Q_сут зависит от схемы организации работы, которую мы обсуждали на лекции и обычно определяется, как пм/сут или т/сут.

Q_сут = 60 n (Т_с – t_nз) Q_э, (3.9)

где

n – число рабочих смен в сутки.

Т_с – продолжительность смены и t_nз – время подготовительных и заключительных операций.

Это данные студент так же определяет самостоятельно. На лекции мы говорили, что в начале каждой смены 15-20 минут отводится на проверку оборудования. От того, как вы будете отводить на проверку (на холостом ходу или под нагрузкой) зависит чистое время Т_с – продолжительность смены. В конце смены вы так же должны подготовить оборудование для следующей работы t_nз – время подготовительных и заключительных операций обычно занимает 0,4 часа.