601

7,0

ЮПЛУ

258

350

447

9,0

СГЛУ

430

540

845

15,0

Вентиляторные установки размещены в зданиях вентиляторных с вентканалами, оборудованными вентиляторами для проветривания шахты:

- ВЦД – 3,2М – вентиляционный ствол № 2;

- ВРЦД – 4,5 – вентиляционный ствол № 3.

Способ дегазации – каптаж метана из подрабатываемых пластов спутников в зонах, разгруженных от горного давления через подземные скважины, пробуренные с фланговых выработок.

Рис.1.2.1 Микросхема проветривания шахты ''Комсомольская''

2. Механизация очистных работ

2.1. Система разработки и механизация выемки угля

На шахте «Комсомольская» принята система подготовки шахтного поля полевая, блоковая, панельная. Блоки «Северный» и «2-й Северный» представляют собой двухстороннюю панель, а блоки «Южный» и «2-й Южный» – двух- и односторонняя панели. Выемочные столбы подготавливаются одинарными промежуточными штреками с поддержанием их на границе массив – выработанное пространство.

Порядок отработки: шахтного поля – прямой; блоков: «Северный» и «2-й Северный» – лавами по простиранию, нисходящий; блока «Южный» – лавами по простиранию, нисходящий; блока «2-й Южный» – одинарными лавами по падению в северной части блока и по простиранию в южной части; выемочных участков – обратный, с управлением кровлей полным обрушением.

На шахте работает три добычных участка. Данные по структуре и параметрам механизации очистных работ на шахте «Комсомольская» приведены в табл. 2.1.

Для пластов «Мощного», «Тройного» и «Четвертого» при принятой системе разработки в данном проекте принимаем прямоточную схему проветривания отрабатываемого очистного забоя (участка).

Таблица 2.1

Механизация очистных работ на шахте «Комсомольская»

Данные плановой и фактической добычи по шахте [2] и участкам представлены в табл. 2.2.

На рис. 2.1 и 2.2 показано соответственно гистограмма плановой и фактической добычи по шахте и добыча участка №10 по месяцам и круговая диаграмма добычи каждого участка за 2000 год.

Таблица 2.2

Плановая и фактическая добыча по шахте «Комсомольская» и участкам за 2000 год

Рис.2.1. Гистограмма плановой и фактической добычи шахты и участка №10 по месяцам

Рис. 2.2. График добычи каждого участка шахты «Комсомольская» за 2000 год

Далее выполним расчет суточной нагрузки на забой лавы 312-С. Так как на шахте применяются типовые механизированные комплексы в типовых горно-геологических условиях, где целесообразно применение энерговооруженных комбайнов, работающих без ограничения производительности, то расчет выполняем по упрощенной методике на основе эмпирических и энергетических характеристик для типовых комбайнов.

2.2. Расчет суточной нагрузки на забой лавы 312-с

Исходные данные для расчёта приведены в табл. 2.3.

Таблица 2.3.

Исходные данные к расчёту нагрузки на забой

Расчет нагрузки на забой производится для конкретных горно-геологических условий на основе определения минутной производительности комбайна с учетом ограничения по скорости крепления забоя, а также по фактору проветривания.

Скорость подачи очистного комбайна (V_П , м/мин):

м/мин (2.1)

где V_П.Тяг – скорость подачи по допустимому тяговому усилию; V_П.ПР – скорость подачи комбайна по мощности привода; V_П.КИН – скорость подачи комбайна по кинематически возможной устойчивой скорости подачи; k_В.П – коэффициент увеличения скорости подачи комбайна при выемке хрупких углей.

Скорость подачи выемочной машины для фактического значения средневзвешенной сопротивляемости пласта резанию (V_п.Ā , м/мин), согласно рекомендациям по [5], находим по формуле:

м/мин (2.2)

где и – меньшее и большее значения сопротивляемости пласта разрушению, ближайшие к расчетному средневзвешенному значению сопротивляемости , кН/м;

м/мин – скорость подачи при сопротивляемости угля резанию 100 кН;

м/мин – скорость подачи при сопротивляемости угля резанию 200 кН.

Скорость подачи выемочной машины по допустимому значению тягового усилия (V_П.Тяг , м/мин):

м/мин (2.3)

где F_T = 160 кН – тяговое усилие подающей части; G = 30,95 т – масса комбайна; a = 6° –угол падения пласта; F_П – составляющая силы резания в направлении подачи комбайна:

кН (2.4)

Скорость подачи комбайна по кинематически возможной устойчивой скорости подачи (V_П.КИН , м/мин):

м/мин (2.5)

где k_УС = 0,9 – коэффициент устойчивой работы.

Производительность комбайна (q_М , т/мин) без учета ограничений по скорости крепления определяется по формуле:

т/мин (2.6)

где Н_р = 2,2 м – вынимаемая мощность пласта; g = 1,34 т/м³ – плотность угля в массиве; В_з =0,63 м – ширина захвата комбайна; k_г =1 – коэффициент использования ширины захвата; V_п =5,4 м/мин – скорость подачи комбайна.

Расчёт производительности по скорости крепления (q_кр , т/мин):

т/мин (2.7)

где V_кр – скорость крепления:

м/мин (2.8)

где м/мин – скорость крепления по последовательной схеме передвижки крепи и устойчивых боковых породах; k_СХ =1 – коэффициент, учитывающий схему передвижки крепи; k_УП =1 – коэффициент снижения скорости крепления с увеличением угла падения пласта; k_УСТ =1 – коэффициент снижения скорости крепления при неустойчивых породах кровли.

Так как q_кр < q, т. е. 4 т/мин < 10 т/мин, расчёт ведём по производительности комбайна, рассчитанной по скорости крепления механизированной крепи.

Допустимая нагрузка на очистной забой по фактору проветривания (Q_r , т/сут) определяется по формуле:

т/сут (2.9)

где S_n = 6,55 м² – проходное сечение струи воздуха при минимальной ширине призабойного пространства; V_в = 4,0 м/с – максимально допустимая по ПБ скорость движения воздуха в лаве; d = 1% – допустимая по ПБ концентрация метана в исходящей струе воздуха; k_в = 1,2 ¸ 1,4 – коэффициент, учитывающий движение части воздуха по выработанному пространству; q_n = 8м/т – относительная метанообильность шахты; k_мет = 0.7 – коэффициент, характеризующий естественную дегазацию источников выделения метана в период отсутствия очистных работ.

Количество угля вынимаемого за цикл (А_ц , т):

т (2.10)

Сменная нагрузка на забой (А_см , т) без учета ограничений по скорости крепления определяется по формуле:

т (2.11)

Тогда суточная нагрузка на забой (А_сут , т):

т (2.12)

Количество циклов в сутки (N_С ):

(2.13)

Принимаем количество циклов в сутки 12.

Расчетная нагрузка на забой составит:

т (2.14)

Сменная нагрузка на забой по (2.11) с учетом ограничений по скорости крепления:

т

Суточная нагрузка на забой (А_сут , т) по (2.12):

т

Количество циклов в сутки (N_С ) по (2.13):

Принимаем количество циклов в сутки 4.

Расчетная нагрузка на забой составит по (2.14):

т

Эксплутационная производительность комбайна (Q_Э , т/см):

(2.15)

где Т – продолжительность смены, час; Т_ВСП – время затраченное на вспомогательные операции, мин:

мин (2.16)

где = 20 мин – затраты времени на пересменку; = 10 мин – затраты времени на осмотр комбайна; = 20 мин – затраты времени на не совмещенные концевые операции.

Время, затраченное на вспомогательные операции (Т_ВСП ) найдем через коэффициент машинного времени:

мин (2.17)

где - количества циклов в смену.

При Т_ВСП = 50 мин по выражению (2.15) строим график зависимости Q_Э = f (V_П ) – рис.2.3:

при ®0 Þ Q_Э = 2674,4 т/см

При Т_ВСП = 162 мин по выражению (2.15) строим график зависимости Q_Э = f (V_П ) – рис.2.3:

при ®0 Þ Q_Э = 825,4 т/см

При анализе полученных данных видно, что дальнейшее увеличение добычи возможно за счет комплекса мер, направленных на: увеличение коэффициента машинного времени:

– уменьшение времени концевых операций;

– увеличение длины лавы;

– снятие ограничений по скорости подачи комбайна (ограничений по креплению, транспортировки угля и проветриванию);

– уменьшение времени на доставку людей к рабочему месту;

– повышение качества текущего ремонта горного оборудования;

– увеличение сечения подготовительных выработок для изменения схемы зарубки комбайна, что будет способствовать увеличению коэффициента машинного времени. Использование схемы «косых заездов» связано с тем, что сечение подготовительных выработок мало для осуществления «прямых заездов» комбайна.

Ограничения по креплению и транспортировки можно снять применением других механизированных комплексов. Далее сравним характеристики механизированного комплекса, работающего на участке №6 шахты «Комсомольская», с другим, работающими на шахтах ОАО «Воркутауголь».

Из графиков, показанных на рис.2.3, видно, что при снятии ограничений по креплению (кривая 2) возможно увеличение производительности за счет увеличения скорости подачи комбайна с 2,1 м/мин до 4м/мин, дальнейшее увеличение скорости нецелесообразно, из-за малого роста производительности при данном сменном коэффициенте машинного времени (k_М = 0,4). После комплекса мер, ведущих к снижению времени на вспомогательные работы, т.е. к повышению сменного коэффициента машинного времени, возможно дальнейшее увеличение производительности данного участка (кривая 1).

Рис. 2.3. график зависимости Q _Э = f ( V _П )

Обозначения позиций: 1 - график зависимости Q _Э = f (V _П ) при Т _ВСП = 50 мин; 2 - график зависимости Q _Э = f


29-04-2015, 04:15