Технология подземной разработки пластовых месторождений

курсовая работа

2. Обоснование параметров технологии и средств комплексной механизации очистных работ

пласт геологический механизация очистной

Выбор средств комплексной механизации очистных работ и обоснование их параметров осуществляется на базе прогнозной геологической информации, приведенной в предыдущем разделе. Согласно исходным данным никаких противопоказаний к применению механизированных комплексов нет.

Мощность пласта m>0.7 м. (m=1,3 - исх. данное 3), угол падения пласта составляет 9°, что позволяет использовать существующие механизированные комплексы с подвиганием очистных забоев по восстанию - падению пласта. На основании расчета удельной протяженности выработок технологической схемы, мною ранее принято решение о погоризонтной подготовки шахтопласта, поэтому направление отработки - по линии падения-восстания.

Средства комплексной механизации выбираем путем сравнивания заданных условий с областью применения механизированных комплексов нового технического уровня [3].

На основании анализа областей применения мехкомплексов /1/, принимаем к рассмотрению следующие варианты:

- комплекс 1КМД90 с комбайном КА-80

- комплекс 1КМ103 с комбайном К-103М

Результаты сравнения сводим в таблицу 2.1

Таблица 2.1 - Результаты сравнения заданных условий с областью применения механизированных комплексов

№ п/п

Наименование показателей

Ед.

изм.

Комплексы

Заданные условия

1КМ103М

2МКД90

1

Система разработки

столбовая

2

Вынимаемая мощность пласта

м

0,71-0,95**

1,15-1.6

1,3

3

Угол падения пласта при подвигании лавы по падению или восстанию

град

0-10

0-10

9

4

Кровля пласта:

Нижние слои -

Верхние слои -

ниже средней устойчивости кроме труднообрушаемой

неустойчивая

средней обрушаемости

средней устойчивости средней обрушаемости

5

Давление на почву пласта

МПа

< 3.5

< 2,0

-

6

Длина в поставке

м

170

200

-

7

Ширина захвата

м

0.8

0,8

-

На основании информации из таблицы 2.1 приходим к выводу, что в заданных условиях целесообразно применить 1МКД90, исходя из этого в дальнейших, расчетах принимаем длину лавы по длине комплекса в поставке 200м.

* - уточнить с помощью ЭВМ по программе "Прогноз"

** - не подходит по мощности пласта, из дальнейших расчетов исключаем.

2.2 Выбор технологической схемы добычного участка

В состав комплекса 2МКД90 входят: узкозахватный комбайн типа КА-80, механизированная крепь 1КД90, с крепью сопряжения КСД90, передвижной скребковый конвейер типа СПЦ 162-10,система кабелеукладки - с принудительной вытяжкой петли траковой цепи КЦН, комплекс управления и диагностики типа КДА2, оборудование системы орошения. Телескопический ленточный конвейер 1ЛБ100У с перегружателем типа ПТК-3У, передвижная компрессорная станция типа ЗИФ-ШВ-5М электрооборудование.

Выемка угля в очистном забое производится непосредственно узкозахватным комбайном типа 1К103М. Вдоль очистного забоя отбитый уголь транспортируется передвижным скребковым конвейером типа СПЦ-162-10 на конвейерный бремсберг. Конвейер в очистном забое передвигается гидродомкратами, предусмотренными и вмонтированными в механизированную крепь 1КД90. По конвейерному бремсбергу уголь транспортируется через перегружатель ПТК-3У по ленточному конвейеру. Вспомогательные материалы и оборудование доставляются к очистному забою по рельсовому пути расположенному в конвейерном бремсберге, в вагонетках типа УВГ-1,6. ширина колеи 600мм. В данной технологической схеме предусматривается безнишевая выемка угля с выносом приводных головок забойного конвейера в подготовительные выработки. Сопряжение очистного забоя и подготовительных выработок крепится специальной крепью сопряжения КСД90.

Для комплексно-механизированных забоев важно определить нагрузку на лаву. В заданных горно-геологических условиях, нагрузка на очистной забой должна быть максимально возможной. Расчет по определению нагрузки на очистной забой выполняется на ЭВМ с использованием программных модулей, разработанных на кафедре РМПИ, который представлен на листинге 2. Нагрузку на очистной забой необходимо проверить по сопротивляемости угля резанию, и по организационному фактору, так как шахта негазовая, то проверка по газовому фактору не производится.

Определение нагрузки на очистной забой по сопротивляемости угля резанию.

Удельная энергоемкость резания угля комбайном с вынесенной системой подачи:

кВт·час/т (2.1)

где WВ - удельная энергоемкость резания угля при скорости подачи VП для средних условий резания (исполнительный орган барабанный).

VП, м/мин.

2

3

4

5

6

WВ, кВт·час/т

0,55

0,48

0,45

0,43

0,40

АР - сопротивляемость угля резанию, кН/м (АР=250 - исх. данное 7);

А - эталонная сопротивляемость угля резанию, кН/м (А=200).

WП = 0,55 · 1,25=0,69 кВт·час/т;

WП = 0,48 · 1,25=0,6 кВт·час/т;

WП = 0,45 · 1,25=0,56 кВт·час/т;

WП = 0,43 · 1,25=0,54 кВт·час/т;

WП = 0,40 · 1,25=0,5 кВт·час/т;

По полученным значениям строим график зависимости удельных энергозатрат на выемку угля от скорости подачи.

Рисунок 2.1 - График зависимости удельных энергозатрат на выемку угля от скорости подачи

Скорость подвигания очистного забоя определяем на основании принятой проектной нормативной нагрузке [листинг 2] на очистной забой по формуле:

, м/сут (2.2)

где А - нагрузка на очистной забой, т/сут (А=1805);

m - мощность пласта, м. (m=1,3);

l - длина лавы, м. (l=200 м.);

г - плотность угля, т/м3 (г=1,67);

с - коэффициент извлечения угля (с=0,97).

, м/сут

Комбайн КА-80 с барабанным исполнительным органом укомплектован двигателем ЭКВ 3,5-132У5. Мощность двигателя 132 кВт, количество двигателей - 1 [9].

Электродвигатель с воздушным охлаждением. Устойчивая мощность двигателя установленного на комбайн:

Руст=0,8·Рг, кВт; (2.3)

где Рг - часовая мощность комбайна, кВт (Рг=132 - из технической характеристики [9])

Руст=0,8·132?106 кВт;

Эффективная мощность двигателя:

Рэф=k1·k2·Руст , кВт; (2.4)

где k1 - коэффициент учитывающий часть мощности двигателя которая может быть реализована на полную работу (k1=1, потому что привод однодвигательный [9]); k2 - коэффициент учитывающий качество управления (k2=0,9, потому что управление ручное [9]);

Рэф=1·0,9·106=96, кВт;

Необходимая мощность двигателя комбайна при следующих скоростях подачи:

Рдв=60·Vп·С·m·Wп, кВт; (2.5)

Vп=2 м/мин; Рдв=73,92 кВт;

Vп=3 м/мин; Рдв=96,62 кВт;

Vп=4 м/мин; Рдв=120,38 кВт;

Vп=5 м/мин; Рдв=142,56 кВт;

Рисунок 3.2 - схема к определению реальной скорости подачи.

Реальная скорость подачи для данных условий - 3 м/мин.

Теоретическая производительность комбайна с учетом фактора сопротивляемость угля резанию:

Qтеор=Vп · m · r · г, т/мин; (2.6)

где Vп - реальная скорость подачи комбайна, м/мин (Vп=3 - рисунок 3.2); m - мощность пласта, м. (m=1,3); r - ширина захвата комбайна, м. (r =0,8 м.); г - плотность угля, т/м3 (г=1,67);

Qтеор=3 · 1,3 · 0,8 · 1,67 = 5,2 т/мин;

Суточная нагрузка на очистной забой с механизированным комплексом 1МКД-90:

, т/сут; (2.7)

где nсм - количество рабочих смен (nсм=3);

Тсм - продолжительность смены, мин. (Тсм=360);

k2 - коэффициент готовности комбайна (k2=0,48 - [6]);

, т/сут;

Определим нагрузку по организационному фактору:

(2.8)

где n - число смен по добыче угля в сутки;

Т - длительность смены, мин;

Tп.з. - время на подготовительно-заключительные операции в смену, мин;

Тп - суммарное время учитываемых технологических перерывов и организационно-технических простоев в смену, мин;

То - время на отдых, мин;

kн - коэффициент надежности механизированного комплекса и средств транспорта на выемочном штреке;

L - длина лавы, м;

r - ширина захвата исполнительного органа выемочной машины, м;

m - вынимаемая мощность пласта, м;

г - средняя плотность угля, т/м3;

c - коэффициент извлечения угля в лаве;

Lм - длина машинной части лавы;

Vп - рабочая скорость подачи комбайна, м/мин;

Vм - маневровая скорость подачи комбайна при зачистке лавы и работе его по односторонней схеме, м/мин;

tв - время на вспомогательные операции отнесенные к 1 м длины машинной части лавы, мин;

t - продолжительность концевых операций для подготовки лавы к следующему циклу, мин.

Коэффициент надежности механизированного комплекса по техническим отказам определяется:

(2.9)

Где kк - коэффициент готовности комбайна;

kкр - коэффициент готовности механизированной крепи;

kкл - коэффициент готовности конвейера лавы;

kп - коэффициент готовности крепи сопряжения с перегружателем;

Пк - число конвейеров на транспортной выработке;

kлк - коэффициент готовности ленточного конвейера в транспортной выработке.

Окончательное принятие решения о суточной нагрузки на очистной забой в заданных условиях.

Сводим рассчитанные с учетом различных факторов нагрузки на очистной забой в таблицу 2.2

Таблица 2.2 - к определению нагрузки на очистной забой

Наименование . факторов

По сопротивлению угля резанию

По организационному фактору

Технический фактор (ПК расчет)

Величина нагрузки, т/сут.

2074

2016

1805

К дальнейшим расчетам принимаем нагрузку по техническому фактору.

Делись добром ;)