1.3 Перевірка обраного типорозміру кріплення по його конструктивній висоті

При правильному виборі типорозміру кріплення повинні виконуватися наступні умови:

Н_min.k ≤ Н_min.p, Н_max.k ≥ Н_max.p. (1.1)

де Н_min.p і Н_max.p – можливі розрахункові мінімальна й максимальна висота кріплення, м

Н_min.k і Н_max.k – конструктивні мінімальна й максимальна висота кріплення, м.

Розрахункова схема до визначення значень, що допускаються, Н_min і Н_max наведена на рисунку 1.1

Рисунок 1.1- Розрахункова схема до визначання конструктивних параметрів кріплення

m_max і m_min – максимальна і мінімальна потужності пласта в межах виймального поля, м;

l₃ і l _n – відповідно відстані від вибою до заднього й переднього ряду стійок кріплення, м;

Δh₃ – величина опускання покрівлі над задніми стійками при максимальному їхньому видаленні від вибою ( не засунута секція), м;

Δh_n - величина опускання покрівлі над передніми стійками при мінімальному

їхньому видаленні від вибою ( присунута до вибою секції), м.

З рисунку 1.1 випливає, що

Н_min.p = m_min - Δh₃ – Θ, м (1.2)

Н_max.p = m_max - Δh_n, м

Крім того, для кріплення із двох стійковою секцією:

l_n = l_nk + a=2,44+0,3=2,74;

l₃ = l_зk + B + a=3,59+0,8+0,3=4,69 ,

де l_nk і l_зk – конструктивні розміри кріплення, м

Для кріплення 1КД-80 - l_nk =2,44м, l_зk=3,59м;

α – відстань від вибою до передньої крайки перекриття кріплення, що повинне бути, згідно ПБ, не більше 0,3 м;

β – ширина захвату очисного комбайну комплексу, м;

Θ – запас розсувності, мм, на розвантаження кріплення від тиску порід покрівлі; приймається для пластів потужністю менше 1м рівним 30 мм.

Величина опускання покрівлі визначається залежно від потужності пласта й становить:

Δh₃ = α_к· m_min·l_з (1.3)

Δh_n = α_к· m_max·l_n

Остаточно формули(1.2) будуть мати вигляд:

Н_min.p = m_min - α_к· m_min·l_з-Θ, м

Н_max.p = m_max - α_к· m_max·l_n, м

Н_min.p = 1,1-0,025-1,1·4,69-0,05=0,922;

Н_max.p = 1,2-0,025-1,2·2,74=1,117 ,

Де α_к – коефіцієнт, що враховує клас порід, приймається по[ 7, с.15]. для покрівлі 2 класу приймаємо α_к = 0,025.

Н_min.k=0,58м< Н_min.p=0,922м- умова виконується

Н_max.k=1,14м> Н_max.p=1,11м- умова виконується

Остаточно приймаємо механізоване кріплення 1КД80 першого типорозміру.

1.4 Перевірка прийнятої довжини лави за газовим фактором під час роботи комплексу

Газоносність пластів обмежує довжину лави та продуктивність виймальних машин за умовою провітрювання очисного забою. Обраний типорозмір кріплення повинен забезпечувати необхідне провітрювання вибою при обраному устаткуванні очисного вибою.

Довжина лави за газовим фактором під час роботи комплексу:

L_газ= ,м (1.4)

Де S₀- прохідний перетин струменя повітря при мінімальній ширині робочого простору, м². Для механізованих кріплень приймається за технічною характеристикою;

V_max- максимально-допустима швидкість руху повітря по лаві, не повинно перевищувати 6,0 м/с;

d- допустима по ПБ концентрація метану у вихідному струмені повітря,%, не повинно перевищувати 1%;

К_о.з.- коефіцієнт, що враховує рух повітря по частині відпрацьованого простору (К_о.з=1,2÷1,4);

К_н- коефіцієнт нерівномірного газовиділення(К_н=1,4);

n_ц- кількість циклів за добу;

r- просування вибою за цикл;

δ- коефіцієнт штучної дегазації, якщо є (δ=0,6÷0,7).

L_газ=

Прийнята довжина лави L=170 м обрана вірно.

2 РОЗРАХУНОК ПРОДУКТИВНОСТІ ОЧИСНОГО КОМПЛЕКСУ

2.1 Розрахунок продуктивності очисного комплексу

Продуктивність очисних комбайнів визначається загалом кількістю видобутого вугілля в одиницю часу. Розрізняють теоретичну, технічну та експлуатаційну продуктивність очисного комбайна.

Теоретична продуктивність комбайна Q_теор=60·m_p·B·V_n·γ _т/г; (1.5)

Де m_p- середня розрахункова потужність пласта, м;

B- ширина захвату виконавчого органу комбайна, м;V_n- максимально можлива в конкретних умовах швидкість подачі комбайна, м/хв.

γ- щільність вугілля, т/м³,

m_p=(m_min+ m_max)/2=(1,1+1,2)/2=1,15 м

Q_теор= 60·1,15·0,8·3,8·1,35=283,2 m/г

Технічне продуктивність комбайна Q_тех, (т/г) (середньо годинна продуктивність за повний цикл виїмки вугілля з урахуванням витрат часу на виконання властивій машині допоміжних операцій та на усунення відмов, пов’язаних з конструкцією комбайна й технологічного схемою його роботи), визначається по формулі:

Q_тех=Q_теор ·k _тех,m/г (1.6)

Де k_тех- коефіцієнт технічно можливої безперервності роботи комбайна в конкретних умовах експлуатації,

k_тех= (1.7)

T- час продуктивної роботи комбайна під час виймання вугілля за цикл, в../ цикл,

Т== 43,4 хв/цикл (1.8)

L-довжина очисного вибою,м; I_н- довжина ніш,м.

За час повного циклу роботи комбайна загальні витрати часу на допоміжні операції T_в.о., хв., не сполучені з його роботою складуть:

T_в.о= T_м.о.+ T_к.о.+ T_з.р.+ T_у.н.; (1.9)

де Т_м.о.- витрати часу протягом циклу на не сполучені маневрові операції (холосте пророблення машин, перегін машини у вихідне положення й т.п.), хв.

При човниковій схемі роботи комбайна Т_м.о.=0 хв.

Т_к.о.- час, затрачуваний на кінцеві операції( засування комбайна в нішу при подачі на вибій базового конвеєра комплексу, пере встановлення навантажувальних щитків і т.п.) в.. Приймаю Т_з.р= 20 хв.

Т_з.р.- витрати часу на зміну зношених різців при відомій їхній питомій витраті, хв.:

Т_з.р.=m_p·γ·L·B·Z·t_з.р., хв. (1.10)

L- довжина очисного вибою, м;

Z- питома витрата різців, шт./т. При роботі на міцному і дуже міцному вугіллі (A_p> 2,5 кН/см) Z= 0,1÷0,25 шт./т; в даному випадку по умові А_р= 2,9 кН/см, отже приймаю Z= 0,11 шт./т.;

t_з.р.- час на зміну одного різця, хв. (t_з.р.=0,5 хв.)

Т_з.р=1,15·1,35·170·0,8·0,11·0,5=11,6 хв.

Т_у.н.- витрати часу на усунення несправностей у роботі комбайна, в.., які залежать від технічної досконалості й надійності машин, визначаються по формулі:

Т_у.н.=,хв (1.11)

де k_г- коефіцієнт готовності, що використовується для оцінки впливу рівня надійності гірничих машин на величину їхньої продуктивності й ураховує безвідмовність і ремонтопридатність об’єкта.

Приймаємо значення коефіцієнта k_г= 0,85.

Т_ун=7,7хв

Підставляючи знайдені значення й зробивши перетворення у формулах, одержуємо:

k_тех=

Q_тех=283,2·0,56=158,6 m/г

Експлуатація продуктивність Q_екс, т/г, визначається з урахуванням всіх затрат часу як на виконання допоміжних операцій, так і на усунення організаційних та технічних неполадок на видобувній дільниці, не пов’язаних безпосередньо з роботою комбайна (обмін вагонетками на завантажувальному пункті, очікування порожняка, відсутність електроенергії, затримка через відставання кріплення, усунення завалів породи тощо) по формулі:

Q_екс=Q_теор ·k_е, т/г

(1.12)

де k_е- коефіцієнт безперервності роботи комбайна в процесі експлуатації в конкретних умовах;

(1.13)

Т_о.е.- час усунення експлуатаційних неполадок (час експлуатаційних простоїв), хв., пов’язаних з організаційно-технічними неув’язками та умовами експлуатації.

Приймаю Т_е.о.=25 хв.

Q_екс=283,2·0,423=119,8 т/г

Розрахункове навантаження на очисний вибій Q_н, т/добу, визначається по формулі:

Q_н= Q_екс· T_зм· n_зм, т/г (1.14)

де T_зм=6 годин-тривалість зміни;

n_зм= 3-кількість робочих змін за добу по видобутку вугілля.

Q_н=119,8·6·3=2156,3т/добу

2.2 Перевірка теоретичної продуктивності комбайна по швидкості кріплення очисного вибою

З технічної характеристики комбайна УКДЗ маємо максимальну швидкість пересування V_n/max=5,0 м/хв. Виходячи з цього, маємо

V_n=3,8м/хв.<V_n.max=5,0 м/хв

Таким чином, швидкість пересування комбайна V_n= 3,8 м/хв. Не обмежена його технічною характеристикою.

Також, при виборі швидкості переміщення комбайна й кріплення лави необхідно виходити з того, що швидкість кріплення очисного вибою не повинна обмежувати робочої швидкості переміщення комбайна.

Для забезпечення стійкої роботи комбайна бажано приймати швидкість кріплення на 20% вище робочої швидкості переміщення комбайна, тобто повинна виконуватися умова:

V_n≤k·V_кр (1.15)

де k- коефіцієнт, що враховує гірничо-геологічні умови(k =0,9 – для стійкої покрівлі, k= 0,6-0,8 – для покрівлі середньої стійкості)

V_кр- швидкість кріплення очисного вибою, м/хв.

n_c – число одночасно переміщуваних секцій механізованого кріплення; при послідовній схемі переміщення секцій n_c = 1;

I_кр- крок установки секції кріплення, м (з технічної характеристики);

t_кр- норматив часу на пересування секції кріплення. Пересування секції на ширину захвату до 0,8 м під час ручного керування дорівнюється приблизно 15-30 секунд.

3,8 м/хв.≤0,8·5,4=4,32 м/хв. – умова виконується

Продуктивність комбайна по процесу кріплення (т/г) визначається за формулою:

Q_кр=60·m_p·B·γ·V_кр·k_кр т/г (1.16)

де - k_кр- коефіцієнт, що враховує міцність й обводненість порід грунту (k_кр=0,6÷0,8)

Q_кр=60·1,15·0,8·1,35·5,4·0,8=322,0 т/г> Q_теор=283,2 т/г

Умови k·V_кр=4,32 м/хв.> V_n=3,8 м/хв. та Q_кр=322,0 т/г> Q_теор=283,2 т/г виконується, виходить, затримок при роботі комбайна через швидкість кріплення очисного вибою не буде.

2.3 Перевірка теоретичної продуктивності комбайна по продуктивності забійного конвеєра

Фактична максимальна продуктивність виймальної машини не повинна перевищувати продуктивності конвеєра по його технічній характеристиці, скоректованої по відносній швидкості руху його тягового органа.

Теоретична продуктивність конвеєра повинна бути прийнята приблизно на 20…30% вище, ніж у комбайна, тобто повинна виконуватися умова:

Q_{теор.конв}>1,2…1,3·Q_{теор.комб} (1.17)

До складу комплексу 1МКД-80 входить скребковий конвеєр СП-26 з максимальною продуктивністю 456 т/г, при швидкості руху скребкового ланцюга 1,12/0,37 м/с, а теоретична продуктивність комбайна складає 283,2 т/г.

Скребковий конвеєр СП-26 - призначений для транспортування вугілля з очисних забоїв завдовжки 170-250 м-кодів в пластах потужністю 0,8-1,5 м-кодів при роботі по тому, що випрало з кутом падіння до 30°, а по падінню або повстанню - до 10°, обладнаних механізованими комплексами 1МКД90, 1МКД80, 2МКД90, 1МКДД, МДМ-СТРУКТУРА з очисними комбайнами типа КА80, КА200, РКУ10, 1К101УД, 1К103М.

Основні конструктивні особливості конвеєра СП26: конвеєр комплектується одиншвидкісними електродвигунами і гідромуфтами; редуктори приводів: уніфіковані 3-ступінчасті конічно-циліндрові або циліндрові з поперечним або подовжнім розташуванням електродвигуна. Редуктори забезпечені системами водяного охолоджування і розраховані на 15000 годин роботи, виконані в єдиному нероз'ємному корпусі.

Умова Q_{теор.конв} =456т/г > 1,2... 1,3 " Q_{теор.комб}= 340т/г виконується, значить конвеєр СП-26 забезпечить продуктивну роботу комбайна УКДЗ з розрахованою теоретичною продуктивністю.

3 КОМПЛЕКС ЗАХОДІВ НА ВИДОБУВНІЙ ДІЛЯНЦІ ПО ПИЛЕПРИДУШЕННЮ

Збільшення навантаження на очисний вибій приводить до інтенсивного виділення в очисному вибої газу метану i пилу, що створює небезпеку вибуху б лаві, а наявність пилу, крім того, є причиною тяжкого професійного захворювання – пневмоконіоза.

3 метою попередження цього захворювання правилами безпеки встановлені гранично допустимі концентрації пилу в повітрі підземних виробок пил вуглепородний, що містить від 10% до 70% вільного двоокису кремнію - 2 мг/м³: пил вугільний, такий, що містить від 2 до 10% вільного двоокису кремнію - 4 мг/м³; пил вугільний, що містить вільного двоокису кремнію, менше 2% - 10 мг/м³ [ПБ].

Ефективне пилепридушення i зниження пилу в шахтній атмосфері до допустимих меж може бути здійснено комплексом заходів.

Передбачаємо зрошування місць пилеутворения. Воду подаємо безпосередньо в зону руйнування вугілля, коли пил не перейшов ще в зважений стан, через порожнистий вал виконавчого opганy трубопровід на шнеку до форсунок. Внутрішнє зрошування поєднуємо з додатковим зовнішнім, при якому форсунки розташовуємо на корпусі комбайна, в місці вантаження вугілля на конвеєр. На комбайні можливо встановити від 10 до 50 форсунок.

При тиску води біля форсунок 1,2 МПа питома витрата її буде складати 15-20 л/т, тобто пошти у 2 рази менше звичайного [ПБ]. Запилення повітря знижується під час робот комбайна на 90-98%.

Bci очисні комбайни комплектуються типовими зрошувальними системами - ТОС. Система включає насосну установку НУМС-30 з подачею до 100 л/хв, i тиском води до 2,7 МПа, розташовану в виробці, що прилягає до лави; водопровідні рукави, прокладені до комбайна по борт забійного конвеєра; триходові крани; форсунки зрошування встановлені на комбайні; контрольно-вимірювальні прилади.

Застосовуються наступні типи форсунок: КФ - конусні i ПФ - плоскоструйні. Форсунки уніфіковані i мають позначення, які указують форму факела, коефіцієнт витрати i кут розкриття струменя (наприклад: ПФЗ,3-40, де ПФ - плоскоструйна форсунка, 3,3 - коефіцієнт витрати, 40 - кут розкриття струменя в градусах).

Вода під тиском до виконавчих органів (шнеків) підводиться через кран, фільтр, реле блокування зрошування, в зону вантаження вугілля - через форсунки. Далі вода подається через осьовий отвip у валу шнека i по трубці, прокладеній збоку спіралі шнека, до форсунок кожного лнінійного різця. Форсунки ПФ 1,6-40Э) мають поглиблений вихідний отвір, що зменшує можливість їх засмічення. Вода підводиться тільки до тих різців, які знаходяться у контакті з руйнованим масивом вугілля. Це здійснюється за допомогою синхронізатора, який розташований на вихідному валу поворотного редуктора з боку вибою. Синхронізатор забезпечує кут розкриття струменя 180 град. Положення зони зрошування можна регулювати за допомогою повороту синхронізатора спеціальним штурвалом, розташованим на поворотному редукторі.

У очисних вибоях, відповідно до ПБ, разом з комплексом заходів щодо пилепридушення, робочими для захисту органів дихання застосовуються проти пилові респіратори. При цьому спонукачем тяги для подачі повітря в легені, є сама людина. Повітря, яке вдихає людина, проходить послідовно через фільтр i клапан вдиху, який автоматично відкривається, що здійснюється за рахунок розрядки, що створюється легенями. Повітря, що видихається, проходить через клапан видиху в атмосферу. Промисловість випускає декілька типів респіраторів.