кровли, передвижки конвейера, создания безопасных условия для обслуживающего персонала, при отработке пологих пластов в составе механизированного комплекса.

В зависимости от мощности вынимаемых пластов применяются концевые секции второго или третьего типоразмеров. Концевые секции могут работать как в правом, так и в левом забоях с выполнением перемонтажа отдельных узлов в шахтных условиях.

Концевые секции однотипные, четырехстоечные и имеют шарнирную связь с призабойным конвейером, который осуществляет силовую связь между секциями крепи при их передвижке с опорой на соседние секции.

Крепление и поддержание кровли в рабочем пространстве после прохода комбайна обеспечивается забойными поджимными консолями, жестким перекрытием, опирающимся на четыре гидравлические стойки. Со стороны выработанного пространства секции оснащены обратными консолями. Для обеспечения работы крепи в условиях слабой почвы концевые секции оснащены механизмом для подъема основания при передвижке. Управление осуществляется с соседних загруженных концевых секций.

Наличие обратных консолей на концевых секциях позволяет создать безопасные условия для обслуживающего персонала и снизить расход лесоматериалов.

Техническую характеристику концевых комплектов 2КК привожу в таблице 11.

Таблица 11 – Техническая характеристика концевых комплектов 2КК

Наименование параметра	2 типоразмер	3 типоразмер
Вынимаемая мощность пласта	1,0-1,5	1,35-2,0
Угол падения пласта при подвигании забоя, градус, не более: по простиранию по падению или восстанию	25 10	25 10
Сопротивление концевой секции, кН	3000	3000
Удельное сопротивление на 1 м2 поддерживаемой площади, кН/м2	380	380
Рабочее давление, Мпа	32,5	32,5
Давление срабатывания предохранительного клапана гидростойки, Мпа	39	39
Шаг установки концевых секций, м	1,5	1,5
Шаг передвижки, м	0,8 или 0,63	0,63
Коэффициент затяжки кровли	0,9	0,9

Типоразмер механизированной крепи устанавливаю на основании расчетов допустимой минимальной и максимальной высоты ее по заднему ряду стоек в метрах.

Н_min =т_min (1-a´l_з )-q

Н_mах =т_mах (1-a´l_п ),

где т_min – минимальная мощность пласта в метрах,

т_min =m-Dm

т_mах – максимальная мощность пласта в метрах,

т_mах =m+Dm

Dm – колебания пласта по мощности в пределах выемочного участка в метрах; Dm=0,05 [таб. 5]

т_min =1,3-0,05=1,25

т_mах =1,3+0,05=1,35

a – коэффициент сближения пород кровли и почвы, зависящий от класса пород по обрушению; a=0,04 [5, стр. 8]

l_п – расстояние от передней стойки до плоскости забоя, м; l_п =2,325 [1, стр. 249]

l_з – расстояние от задней стойки до плоскости забоя, м; l_п =3,615 [1, стр. 249]

q – запас раздвижки на разгрузку крепи от давления пород, м; q=0,05 [5, стр. 9]

Н_min =1,25(1-0,04´3,615)-0,05=1,019

Н_{m ах} =1,35(1-0,04´2,325)=1,224

На основании произведенных расчетов принимаю к эксплуатации второй типоразмер крепи 2МКД90, у которого минимальный и максимальный размеры по высоте соответственно равны 0,71 метра и 1,42 метра.

2.5.6 Проверка принятой крепи на прочность

2.5.6.1 Определения давления пород кровли на 1 м² крепи

Определяю давление пород кровли на 1 м² крепи по формуле в кН/м²

Q_з =h_п ´g_п ,

где h_п – мощность непосредственной кровли, м; h_п =9,2 [таб. 5];

g_п – средний удельный вес пород, определяется по формуле

g_п =Р_п *9,81

Р_п – плотность пород; Р_п =2,35 [таб. 5]

g_п =2,35*9,81=23,05

Q_з =9,2´23,05=212,06

Полученное значение должно удовлетворять условию

Q_з £Q_тех

где Q_тех =500 [таб. 10]

212,06£500

Полученное значение удовлетворяет данному требованию.

2.5.6.2 Определение нагрузки на 1 м посадочного ряда

Определяем нагрузку на 1 м посадочного ряда крепи по формуле в кН/м

,

где b – длина секции крепи по перекрытию, м; b=3,542[таб. 10];

l – шаг посадки непосредственной кровли, равен шагу передвижки секции, м; l=0,63 [таб. 10]

Полученное значение должно удовлетворять условию

R_р £R_{max .тех}

где R_{max .тех} =3000 [таб. 10]

230,94£2000

Полученное значение удовлетворяет данному требованию.

2.5.6.3 Определение давления на одну секцию

Давление пород кровли на одну секцию крепи определяю по формуле в кН

Q_c =h_п *g_п *b*a_c ,

где а_с – шаг установки секций, м; а_с =1,5 [таб. 10]

Q_c =9,2´23,05´3,542´1,5=1126,67

Полученное значение должно удовлетворять условию

Q_c £Q_{c .тех}

где Q_{c .тех} =3000 [таб. 10]

1126,67£3000

Полученное значение удовлетворяет данному требованию.

По всем выше приведенным проверкам, делаю вывод, что данный типоразмер крепи удовлетворяет всем условиям заданной лавы, и окончательно принимаю для работы в лаве механизированный комплекс МКД90 с механизированной крепью второго типоразмера 2КД90.

2.6 Крепление сопряжения лавы с прилегающими выработками

На сопряжении лавы с прилегающими выработками, в процессе эксплуатации лавы, возникает большое опорное давление, и крепление не выдерживает данного давления, деформируется, уменьшается сечение, уменьшается безопасность из-за обрушения пород кровли. Поэтому целесообразно усиливать крепление сопряжений.

На практике предусматривают различные варианты крепления сопряжений:

1. установка ремонтин или гидравлических стоек под каждую раму;

2. использование механизированной специальной крепи сопряжения, которая при помощи специального приспособления перемещается вслед за лавой.

Использование специальной крепи сопряжения полностью механизирует процесс крепления сопряжения, способствует повышению безопасности и производительности работ.

На основании выше изложенного предлагаю использовать для крепления сопряжения лавы с прилегающими выработками механизированную крепь сопряжения КСШ5К, которая предназначена для эксплуатации в составе комплекса 1УКП. Технические характеристики крепи КСШ5К привожу в таблице 12.

Таблица 12 – Технические характеристики крепи КСШ5К

Сопротивление, кН: крепи стойки на 1 м по длине поддерживаемой кровли	2760 460 430
Давление на почву, МПа	£1,5
Усилие домкрата при передвижке секций, кН: опережающей отстающей	172 312
Шаг передвижки секций крепи, м	0,8
Габариты крепи, мм: высота минимальная – максимальная длина/ширина по верхнякам	2200 – 3100 7500/1000
Масса комплекта крепи, кг	8000

Крепь сопряжения штрековая КСШ5К предназначена для механизации в трапециевидных, прямоугольных и арочных выработках, прилегающих к лаве, а также в зоне выхода приводной головки забойного конвейера в эти выработки, операций по поддержанию кровли, поддержанию головки конвейера и ее передвижке по мере подвигания забоев, оборудованных очистными комплексами КМК97, КМ87, КМ88, КМТ, КД90, УКП и др.

Крепь сопряжения штрековая КСШ5К состоит из опережающей и отстающей секций. Опережающая четырехстоечная секция поддерживает кровлю через боковые верхняки, соединенные между собой рессорными пакетами. Отстающая двухстоечная секция с одним (средним) верхняком имеет стол для размещения на нем головки забойного конвейера с механизмом для ступенчатой регулировки ее высоты, а также регулировки по углу падения пласта. Предусмотрены гидродомкраты для регулировки положения головки конвейера по ширине выработки.

Перемещение секции осуществляется поочередно, с поочередной разгрузкой секций, специальным гидравлическим механизмом, подтягивающим крепь к упорной стойке с помощью круглозвенной цепи.

Питание крепи осуществляется от насосной станции очистного комплекса.

2.7 Выбор длины лавы

Длину лавы можно определить расчетным путем исходя из горно-геологических факторов. Однако длину лавы рекомендуется принимать исходя из условий полного использования принятого оборудования, нормального проветривания, а при разработке запасов на большой глубине с учетом температурного фактора.

С увеличением длины лавы растет нагрузка на забой, транспортную выработку, увеличивается концентрация производства, уменьшается объем вспомогательных работ.

Однако чрезмерное увеличение длины лавы вызывает технические и организационные трудности в доставке оборудования, материалов, передвижения людей.

На шахте "Краснолиманская" нарезались лавы различной длины. В период «гигантомании» работали лавы длиной по 350-400 метров. Для отработки охранных «целиков» нарезались лавы по 80-100 метров. Поэтому, имея большой опыт, пришли к выводу, что наиболее рационально нарезать лаву длиной 200-230 метров.

Исходя из выше сказанного, принимаю длину лавы равной длине поставке механизированного комплекса МКД90 – 200 метров, плюс по 5 метров на верхнем и нижнем сопряжении лавы со штреками для установки концевых комплектов 2КК. Итак, принимаю длину лавы равной 210 метров (такая длина лавы принята в базовом варианте).

2.8 Определение технических данных участка

2.8.1 Определение добычи угля с одного цикла

Добычу угля с одного цикла определяю по формуле в тоннах

Д_ц =L´m_в ´r´g_у ´С_из ,

где L – длина лавы в метрах; L=210.

Д_ц =210´1,3´0,63´1,3´0,95=212,41

2.8.2 Определение количества циклов в сутки

Количество циклов в сутки определяю по формуле

Для дальнейших расчетов принимаю число циклов, чтобы в смену было целое число циклов. Принимаю число циклов за сутки п_ц =6, за смену – п_ц.см. =2.

2.8.3 Определение сменной добычи

Сменную добычу определяю по формуле в тоннах

Д_см =Д_ц ´п_ц.см.

Д_см =212,41´2=424,82

2.8.4 Определение суточной добычи лавы

Суточную добычу лавы определяю по формуле в тоннах

А_сут =Д_см ´п_см

А_сут =424,82´3=1274,46

2.8.5 Определение суточного подвигания лавы

Суточное подвигание лавы определяю по формуле в метрах

l_сут =п_ц ´r

l_сут =6´0,63=3,78

2.8.6 Определение месячного подвигания лавы

Месячное подвигание лавы определяю по формуле в метрах

l_мес =l_сут ´30

l_мес =3,78´30=113,4

2.8.7 Определение срока службы участка

Срок службы участка без учета затухания и достижения проектной мощности определяю по формуле в месяцах

,

где L_уч – размер участка по простиранию в метрах; L_уч =1380 [таблица 3].

Срок службы участка составит 12,2 месяца или 1год и 1 месяц.

2.8.8 Определение месячной добычи лавы

Месячную добычу лавы определяю по формуле в тоннах

Д_мес =А_сут ´30

Д_мес =1274,46´30=38233,8

2.9 Расчет расхода воздуха для проветривания очистной выработки

Расчет расхода воздуха для проветривания очистной выработки производится согласно «Руководства по проектированию вентиляции угольных шахт», утвержденным комитетом Украины по надзору за охраной труда №131 от 20.12.93 г.

Расход воздуха для проветривания очистных выработок рассчитывается по:

метановыделению,

газам от взрывных работ (если такие проводятся);

числу людей, работающих в смене.

При выемке каменных углей с прослойками породы суммарной мощностью 0,05 м и больше или с присечкой боковых пород, а также антрацитовых пластов и температуре 16 градусов и выше, расход воздуха дополнительно определяется и по пылевому фактору.

В виду того, что в разделе 2.5.2 нагрузка на лаву была принята по газовому фактору, то расчет расхода воздуха буду производить только по метановыделению по формуле в метрах кубических за минуту

Q_оч =60´V_max ´S_{оч. min} ´k_о.з. ´(С-С₀ ),

где V_max – максимальная скорость воздуха в лаве, м/с; V_max =4

S_{оч. min} – минимальное поперечное сечение в лаве, м² ; S_{оч. min} =2,3 [5, таб. 4];

k_о.з – коэффициент, учитывающий движение воздуха по части выработанного пространства, прилегающего к призабойному пространству; k_о.з =1,30 [5, таб.2]

Q_оч =60´4´2,3´1,30´(1-0,1)=645,84

2.9.1 Проверка принятого расхода воздуха

Принятый расход воздуха проверяю по:

а) минимально допустимой скорости движения воздуха в очистном забое по формуле в метрах кубических за минуту

Q_оч ³60´S_max ´V_min ´k_о.з. ,

где S_max – максимальная площадь поперечного сечения призабойного пространства очистной выработки в свету, м² ; S_max =3,3 [5, таб.4]

V_min – минимально допустимая скорость движения воздуха в очистной выработке, м/с; V_min =0,25 [7, §621]

Q_оч ³60´3,3´0,25´1,3

645,84³64,35

б) по максимально допустимой скорости движения воздуха в очистном забое по формуле в метрах кубических за минуту

Q_оч ≤60´S_min ´V_max ´k_о.з. ,

где V_max – максимально допустимая скорость движения воздуха в очистной выработке, м/с; V_max =4 [7, §194]

Q_оч ≤60´2,3´4´1,3

645,84≤717,6

По минимально и максимально допустимым скоростям движения воздуха условия выполняются, окончательно принимаю расход воздуха для проветривания лавы Q_оч =645,84 м³ /мин.

2.9.2 Определение расхода воздуха для выемочного участка

Под выемочным участком понимается обособленно проветриваемый забой и прилегающие к нему выработки. Расход воздуха для проветривания выемочного участка определяю по формуле в метрах кубических за минуту

Q_уч =k_ут ´Q_оч

где k_ут – коэффициент, учитывающий утечки воздуха через выработанное пространство; k_ут =1,05 [5, таб,3]

Q_уч =1,05´645,84=678,132

Расход воздуха должен быть не меньше, чем количество воздуха необходимого для максимального количества людей, работающих в любой момент в лаве.

Q_уч ≥6´n_чел.уч.

где 6 – норма воздуха на одного человека, м³ /мин;

n_чел.уч. – максимальное количество людей, работающих на участке в смену.

Максимальное количество людей на участке находится в ремонтно-подготовительную смену. Учитывая опыт работы участка, допускаю 25 человек рабочих. Предполагаю, что на участок может прийти комиссия (нормировщик, маркшейдер и т. д.). Поэтому, допускаю, что на участке может находится одновременно до 35 человек.

Q_уч ≥6´35

678,132≥210

Данное условие выполняется, поэтому окончательно принимаю расход воздуха для проветривания участка Q_уч =678,132 м³ /мин.

3 Электротехническая часть

3.1 Выбор напряжений

Электроэнергия напряжением U=6 кВ поступает на участковую подстанцию, где снижается до напряжения U=660 В, которым питаются все силовые токоприемники проектируемого участка. Для освещения и питания ручного электроинструмента применяю напряжение U=127 В.

3.2 Расчет электрических нагрузок и выбор участковой трансформаторной подстанции

Для расчета и выбора участковой трансформаторной подстанции, данные об участковых потребителях электрической энергии свожу в таблицу 13.

Таблица 13 – Данные об участковых потребителях электрической энергии

Место установки	Назначение механизма	Тип		Количество	Технические данные
		механизма	двигателя		Рн , кВт	∑Рн , кВт	Iн , А	∑Iн , А	ηн	cosφн
Лава	Комбайн	РКУ10	ЭКВЭ4-200	1	200	200	216	216	92	0,88
Штрек	Насосная станция	СНТ32	ЭДКОФ43/4 ВАО41-4	1 1	55 3	55 3	62,5 4	62,5 4	86,6 84	0,86 0,86
Штрек	Насосная станция	СНТ32	ЭДКОФ43/4 ВАО41-4	1 1	55 3	55 3	62,5 4	62,5 4	86,6 84	0,86 0,86
Штрек	Насосная установка	1УЦНС13	ВАО72-2	1	30	30	33	33	89	0,9
Штрек	Электробур	ЭБГП1	Специальн.	1	3,5	3,5	4,7	4,7	83	0,88
Штрек	Освещение	АП4	1	4	4	6,1	6,1	86	0,82
∑Руст.1 =353,5							∑Iн.1 =392,8
Лава	Конвейер	СПЦ163	ЭДКОФ53/4	2	110	220	116	232	93	0,89
Штрек	Конвейер	СП202	ЭДКОФ43/4	2	55	110	62,5	125	86,6	0,86
Штрек	Установка для нагнетания воды в пласт	УН35	ВАОФ62-4	1	17	17	19,5	19,5	89	0,88
∑Руст.2 =347							∑Iн.2 =376,5
Итого	∑Руст. =700,5						∑Iн. =769,3

На участке используются две насосные СНТ32 (рабочая и резервная). Допускаю, что в аврийной ситуации могут быть включены две насосные станции. В этом случае, учитывая техническую характеристику СУВ-350, необходимо отключить ЭБГП1. В этом случае ∑Р_уст.1 =350 кВт.

Требуемая мощность трансформатора определяю по методу коэффициента спроса напряжения по формуле в кВ∙А

,

где ∑Р_уст – суммарная установленная мощность всех потребителей электроэнергии, кВт; ∑Р_уст =700,5 [таб. 13];

cosφ_ср­ – средневзвешенное значение коэффициента мощности, потребляемой на участке; cosφ_ср­ =0,67 [9, стр. 358];

К_с – коэффициент спроса, учитывающий степень одновременности работы и загрузки двигателей, а также КПД кабельной сети и двигателей; определяется по формуле Центрогипрошахта для механизированных комплексов

,

где Р₁ – номинальная мощность наиболее крупного потребителя, кВт; Р₁ =220 [таб. 13]

По расчетной мощности S_тр.р =616,86 кВ∙А принимаю передвижную подстанцию с номинальной (стандартной) мощностью S_тр.н большей или равной расчетной. Принимаю ТСШВП-630/6 с S_тр.н =630 кВ∙А. Техническую характеристику данной подстанции свожу в таблицу 14.

Таблица 14 – Технические данные передвижной шахтной подстанции ТСШВП-630/6

Тип	Sтр.н , кВ∙А	Uтр.н , В		Iтр . н , A		Uк . з , %	Рк . з , Вт
		ВН	НН	ВН	НН
ТСШВП-630/3	630	6000	690	60,6	527	3,5	4900

3.3 Расчет кабельной сети напряжением до 1 кВ

Для выбора фидерного кабеля, соединяющего ТСШВП-630/6 с РПП-0,66, необходимо определить сечение кабеля по допустимому нагреву. Нахожу ток фидерного кабеля по формуле в амперах

Так как на участке раздельное включение кабелей, питающих две отдельных СУВ-350, сечение силовой жилы каждого из них определяю из условия I_с.н. ≥I_кф , причем значения коэффициента спроса рассчитываю для каждой группы потребителей по формуле

Принимаю для подключения СУВ-350 №1 и СУВ-350 №2 по два кабеля КГЭШ 3´50+1´10 с длительно допустимым током нагрузки по 220 А, что в сумме получается 440 А.

Определяю сечение жил для гибких кабелей потребителей электроэнергии участка, и полученные данные свожу в таблицу 15.

Таблица 15 – Выбор кабелей

Потребители	Iн , А	Сечение,мм			Длина, м	Окончательно выбранный кабель
		По допустимому нагреву	По механической прочности	Окончательно выбранное
СУВ-350 №1	359,63	—	—	—	10	2´(КГЭШ 3´50+1´10)
РКУ10	216	50	50-95	50	312	КГЭШ 3´50+1´10+3´4
СНТ32	66,5	10	10	10	10	КГЭШ 3´10+1´6
СНТ32	66,5	10	10	10	10	КГЭШ 3´10+1´6
1УЦНС13	33	4	2,5-10	4	15	КГЭШ 3´4+1´2,5
ЭБГП1	4,7	4	2,5-10	4	80	КГЭШ 3´4+1´2,5+3´1,5
АП4	6,1	4	4-10	10	312	КГЭШ 3´10+1´6
СУВ-350 №2	375,82	—	—	—	15	2´(КГЭШ 3´50+1´10)
СПЦ163	232	70	25-70	70	312	КГЭШ 3´70+1´10+3´4
СП202	125	25	10-25	25	80	КГЭШ 3´25+1´10+3´4
УН35	19,5	4	2,5-10	4	80	КГЭШ 3´4+1´2,5+3´1,5

3.4 Выбор аппаратуры защиты и управления

Для управления электрооборудованием участка принимаю две станции СУВ-350, в которые вмонтированы автоматические выключатели. Станции монтируются на энергопоезде.

Схему электроснабжения участка привожу на рисунке 6.

Станция управления СУВ-350 в рудничном взрывобезопасном исполнении РВ-3В-И в комплекте с пультом управления предназначена для дистанционного управления трехфазными асинхронными электродвигателями с короткозамкнутым ротором, установленными на машинах и механизмах угледобывающих комплексов, выполняющих очистные работы в лавах пологих пластов комбайновым способом при использовании механизированной крепи.

Станция управления рассчитана на работу в сетях с изолированной нейтралью при номинальном напряжении 380 и 660 В с частотой 50 Гц.

Электрическая схема станции управления обеспечивает:

- дистанционное управление с центрального пульта всеми двигателями комплекса, за исключением двигателя комбайна;

- останов конвейера с пульта управления комбайном;

- снятие напряжения со станции при помощи аварийных кнопок «СТОП» по всей длине лавы с воздействием на нулевой расцепитель автоматического выключателя, встроенного в станцию;

- защиту от токов к.з. каждого отходящего от станции силового присоединения;

- контроль изоляции и электроблокирование;

- сигнализацию о срабатывании максимальной токовой защиты;

- защиту от потери управляемости;

- невозможность самопроизвольного включения;

- блокирование, исключающее включение комбайна и конвейера лавы без предупредительного сигнала.

Станция имеет штепсельные выводы для отходящих кабелей.

Станция жестко крепится к салазкам облегченного типа, которые устанавливаются на почву или колесную площадку.

Технические данные станции управления СУВ-350 привожу в таблице 16.

АП-4

ТСШВП-

СУВ-350

СУВ-350

630/6

резерврезерв

СНТ32 РКУ10 СНТ32 1УЦНС13 ЭБГП1

резерврезерврезерв резерв

СПЦ163 СП202 УН35

Рисунок 6 – Схема электроснабжения участка

Таблица 16 – Технические данные станции управления СУВ-350

Наименование ввода	Рабочий ток, А	Номинальный ток, А	Типы и схемы работы контакторов	Коммутационная, А		Марка кабеля, мм	Исполнение ввода
				Вкл.	Откл.
Общий ввод	350	500	—	—	—	ГРШЭ, 2´59	Глухой
Фидер 1	63	63	КТУ-2А, нереверсивная	2700	1500	ГРШЭ, 38	Штепсельный
Фидер 2	160	250	КТУ-4А, реверсивная	7000	4000	ГРШЭ, 58	Штепсельный
Фидер 3	63	63	КТУ-2А, нереверсивная	2700	1500	ГРШЭ, 38	Штепсельный
Фидер 4	160	250	КТУ-4А, нереверсивная	7000	4000	ГРШЭ, 58	Штепсельный
Фидер 5	63	63	КТУ-2А, нереверсивная	2700	1500	ГРШЭ, 38	Штепсельный
Фидер 6	63	63	КТУ-2А, нереверсивная	2700	1500	ГРШЭ, 38	Штепсельный
Фидер 7	160	250	КТУ-4А, нереверсивная	7000	4000	ГРШЭ, 58	Штепсельный
Фидер 8, 9, 10	15	15	От АП-4, нереверсивный	—	—	ГРШЭ, 38	Штепсельный

4 правила техники безопасности при ведении очистных работ, Охрана труда, противопожарная защита

4.1 Правила техники безопасности при ведении очистных работ

К управлению машинами и оборудованием


29-04-2015, 04:14