Файл: Выбор и расчет средств комплексной механизации очистного забоя курсовой проект.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.12.2023
Просмотров: 122
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
, ярусе, или этаже ведутся подготовительные работы, в другом – очистные. Участковые подготовительные выработки поддерживаются в массиве полезных ископаемых; по мере отработки выемочного столба длина поддерживаемой части этих выработок, как правило, сокращается. В вариантах столбовой системы разработки с прямоточным проветриванием при бесцеликовой технологии выемки угля часть вентиляционной выработки позади очистного забоя поддерживается в выработанном пространстве.
Заблаговременное проведение подготовительных выработок обеспечивает доразведку пласта в пределах выемочного столба и создает условия для проведения его дегазации и осушения. Указанные особенности делают столбовые системы разработки особенно эффективными при интенсивном производстве, когда очистные и подготовительные работы насыщены большим числом высокопроизводительных машин и механизмов. При этих системах на пологих тонких и средней мощности пластах в Кузнецком бассейне достигнуты самые высокие в отрасли нагрузки очистные забои.
В настоящем курсовом проекте принимаем систему разработки длинными столбами по простиранию. Подготовку столбов осуществляем по бесцеликовой схеме проведением конвейерных штреков.
Конвейерный штрек при отработке лавы сохраняется и повторно используется при отработке нижележащей лавы.
Порядок отработки столбов – нисходящий.
Длина очистного забоя – 170 метров (согласно задания).
Длину столба по простиранию – 1300 метров (согласно задания).
1.3 Выбор средств механизации очистных работ
В настоящее время основные средства механизации очистных работ на пологих пластах — механизированные комплексы. Выбор типа комплекса зависит от многих факторов. Условия их применения (длина лавы, вынимаемая мощность пласта, угол падения, сопротивляемость угля резанию, газоносность пласта, обводненность, устойчивость непосредственной кровли и почвы) обычно указываются в специальных справочниках.
Имея необходимый объем геологической информации по выемочному столбу, полю, ярусу и сопоставив их с возможной областью применения комплексов, выбирают наиболее приемлемый из них. Вопрос выбора комплекса осложняется когда в одних и тех же условиях можно одинаково успешно применить два или несколько типов комплексов, например с узкозахватными комбайнами или со струговыми установками.
В этих условиях предпочтение следует отдавать тому из них, который при прочих примерно равных показателях (нагрузка на забой, производительность труда рабочих по участку) обеспечивает лучшее качество продукции (по сортности и зольности) и комфортность условий работы. Комплексная механизация горного производства — оснащение горных
работ (по добыче полезных ископаемых, проведению выработок) комплектами индивидуальных и комбинированных взаимосвязанных основными параметрами горных машин и комплексов.
На выбор средств механизации влияют в основном горно-геологические условия залегания пластаю.
Под комплексной механизацией очистных работ следует понимать систему технологически, кинематический и конструктивно связанных между собой машин и механизмов, производящих следующих операции;
Основной (базовой) частью механизированного комплекса является забойный конвейер, который расположен по всей длине лавы вдоль очистного забоя. По забойному конвейеру перемещается очистной комбайн, который производит выемку угля и осуществляет его погрузнуна конвейер.
Для управления кровлей используется механизированная крепь, секции крепи устанавливаются одна за другой вдоль всего очистного забоя. Все секции крепи при помощи домкратов передвижки крепятся к забойному конвейеру.
В настоящем курсовом проекте для очистной выемки принимаем механизированный комплекс КМ138, в состав которого входят:
На основании выбора средств механизации очистных работ составлена схема очистного забоя (приложение Б)
2 ВЫБОР И РАСЧЕТ СРЕДСТВ КОМПЛЕКСНОЙ МЕХАНИЗАЦИИ ОЧИСТНОГО ЗАБОЯ
2.1 Выбор типа и расчет механизированной крепи
При выемке полезного ископаемого обнаженные вмещающие породы теряют устойчивость и могут обрушаться. Для создания безопасных условий тру-
яа и эксплуатации горного оборудования выемка угля сопровождается креплением очистного забоя - процессом установки поддерживающих кровлю (а также почву) конструкций. Сами поддерживающие конструкции называют крепью. очистного забоя.
Механизированная крепь — это горная машина, размещенная по всей
длине очистного забоя, и состоящая из самопередвигающихся секций, меха
низирующих процессы — крепления очистной выработки, управления кров
лей II передвижки на забой става забойного конвейера или базы комплекса
(агрегата) имеете с выемочной машиной.
Механизированная крепь состоит из секций или комплектов (группвзаимосвязанных секций), насосной станции (одной или нескольких), распределительной и контрольно-регулирующей аппаратуры и гидрокоммуникаций. Секция механизированной крепи — самостоятельная структурная единица, способная на ограниченной длине очистного забоя, равной ширине секции, поддерживать призабойное пространство очистного забоя в рабочем и безопасном состоянии.
Основная функция механизированной крепи — создание сопротивления опусканию (обрушению) пород кровли в призабойное пространство.
Механизированная крепь, являясь одной из главных функциональных средств механизации выемки угля, одновременно в значительной мере влияет на выбор типа выемочной машины и забойного конвейера.
К механизированным крепям предъявляются следующие требования:
- надежное обеспечение поддержания кровли в призабойном пространстве; управление кровлей со стороны выработанного пространства очистного забоя;
-защита призабойного пространства от проникновения обрушенных пород;
-механизированная передвижка конвейера как вслед за подвиганием комбайна, так и одновременно по всей длине лавы;
- скорость передвижки крепи должна быть не менее скорости движения комбайна;
- обеспечения свободного прохода для людей не шириной не меня 0,7 метра и высотой 0,4 мера.
В курсовомпроекте предусматриваемприменение механизированного комплекса КМ138, в состав которого входит механизированная крепь 4М138/4. Техническая характеристика данной крепи приведена в таблице №2.
2.1.1 Проверка крепи на несущею способность
Важнейшими параметрами механизированной крепи является ее сопротивление на единицу площади поддерживаемой кровли (кН/м2) и на 1м посадочного ряда (кН/м).
Проверка крепи на несущую способность сводится к сопоставлению расчетных нагрузок на крепь от действия пород непосредственной кровли (Q3 и R) с соответствующими рабочими сопротивлениями крепи (РД и РП), взятыми из ее технической характеристики.
Рабочая нагрузка на 1м
2 площади кровли пространства забоя определяется по формуле:
где yп – плотность породы кровли (согласно заданию)
h – мощность непосредственно кровли, м( согласно задании)
где Vп - плотность породы , т/м2(согласно заданию)
10 – переводной коэффициент в кН
Подставим все значения в формулу (1) определим рабочую нагрузку на
1м2 площади кровли пространства забоя.
Нагрузка на 1 метр посадочного ряда крепи определяем по формуле:
где b – длина секции крепи по перекрытию, м; (таблица 1)
r – шаг передвижки секции, м. (таблица 1)
Vп – объемный вес пород непосредственной кровли, кН/м2(ф.1)
h – мощность непосредственной кровли, м
= 
Для нормальной и безопасной работы крепи должно иметь место неравенства:
где Рд - сопротивление крепи на 1 м2 поддерживаемого пространства, кН/м2;
(таблица 1)
Рп - сопротивление крепи на 1 м посадочного ряда, кН/м.(таблица 1)
Q3 - рабочая нагрузка на 1м2 площади кровли пространства забоя (ф.1)
R- нагрузка на 1 м посадочного ряда (ф.3)
Механизированную крепь можно поверить по нагрузке на одну секцию, подсчитываемую по формуле:
где b - длина секции крепи по перекрытию, м; (таблица 1)
аС - шаг установки крепи вдоль лавы, м.[1,c.27]
h – мощность непосредственной кровли, м (согласно задания)
yп – плотность породы кровли(согласно задания)
Для нормальной и безопасной работы крепи, должно иметь место неравенство:
где РС - рабочее сопротивление стойки, кН.
Qc - нагрузке на одну секцию крепи, кН
Для безопасной работы сопротивления одной секции должно быть выше расчетной нагрузки по нагрузке на одну секцию крепи максимальной мощности непосредственно кровли применение обеспечивает безопасную работу так как:
где РС - рабочее сопротивление стойки, кН.
Qc - нагрузке на одну секцию крепи, кН
Заблаговременное проведение подготовительных выработок обеспечивает доразведку пласта в пределах выемочного столба и создает условия для проведения его дегазации и осушения. Указанные особенности делают столбовые системы разработки особенно эффективными при интенсивном производстве, когда очистные и подготовительные работы насыщены большим числом высокопроизводительных машин и механизмов. При этих системах на пологих тонких и средней мощности пластах в Кузнецком бассейне достигнуты самые высокие в отрасли нагрузки очистные забои.
В настоящем курсовом проекте принимаем систему разработки длинными столбами по простиранию. Подготовку столбов осуществляем по бесцеликовой схеме проведением конвейерных штреков.
Конвейерный штрек при отработке лавы сохраняется и повторно используется при отработке нижележащей лавы.
Порядок отработки столбов – нисходящий.
Длина очистного забоя – 170 метров (согласно задания).
Длину столба по простиранию – 1300 метров (согласно задания).
1.3 Выбор средств механизации очистных работ
В настоящее время основные средства механизации очистных работ на пологих пластах — механизированные комплексы. Выбор типа комплекса зависит от многих факторов. Условия их применения (длина лавы, вынимаемая мощность пласта, угол падения, сопротивляемость угля резанию, газоносность пласта, обводненность, устойчивость непосредственной кровли и почвы) обычно указываются в специальных справочниках.
Имея необходимый объем геологической информации по выемочному столбу, полю, ярусу и сопоставив их с возможной областью применения комплексов, выбирают наиболее приемлемый из них. Вопрос выбора комплекса осложняется когда в одних и тех же условиях можно одинаково успешно применить два или несколько типов комплексов, например с узкозахватными комбайнами или со струговыми установками.
В этих условиях предпочтение следует отдавать тому из них, который при прочих примерно равных показателях (нагрузка на забой, производительность труда рабочих по участку) обеспечивает лучшее качество продукции (по сортности и зольности) и комфортность условий работы. Комплексная механизация горного производства — оснащение горных
работ (по добыче полезных ископаемых, проведению выработок) комплектами индивидуальных и комбинированных взаимосвязанных основными параметрами горных машин и комплексов.
На выбор средств механизации влияют в основном горно-геологические условия залегания пластаю.
Под комплексной механизацией очистных работ следует понимать систему технологически, кинематический и конструктивно связанных между собой машин и механизмов, производящих следующих операции;
-
выемку угля; -
доставку угля; -
передвижку забойного конвейера; -
зачистку забоя; -
крепления и управления горным давлением в забое; -
укладку гибкого кабеля, шлангов орошения и некоторых вспомогательных работ
Основной (базовой) частью механизированного комплекса является забойный конвейер, который расположен по всей длине лавы вдоль очистного забоя. По забойному конвейеру перемещается очистной комбайн, который производит выемку угля и осуществляет его погрузнуна конвейер.
Для управления кровлей используется механизированная крепь, секции крепи устанавливаются одна за другой вдоль всего очистного забоя. Все секции крепи при помощи домкратов передвижки крепятся к забойному конвейеру.
В настоящем курсовом проекте для очистной выемки принимаем механизированный комплекс КМ138, в состав которого входят:
-
механизированная крепь 4М138/4; -
очистной узкозахватный комбайн К500; -
забойный конвейер СП301; -
перегружатель ПСП-271; -
крепи сопряжения КСШ5А; -
насосные станции СНТ-40; -
система пылеподавления; -
электрооборудование.
На основании выбора средств механизации очистных работ составлена схема очистного забоя (приложение Б)
2 ВЫБОР И РАСЧЕТ СРЕДСТВ КОМПЛЕКСНОЙ МЕХАНИЗАЦИИ ОЧИСТНОГО ЗАБОЯ
2.1 Выбор типа и расчет механизированной крепи
При выемке полезного ископаемого обнаженные вмещающие породы теряют устойчивость и могут обрушаться. Для создания безопасных условий тру-
яа и эксплуатации горного оборудования выемка угля сопровождается креплением очистного забоя - процессом установки поддерживающих кровлю (а также почву) конструкций. Сами поддерживающие конструкции называют крепью. очистного забоя.
Механизированная крепь — это горная машина, размещенная по всей
длине очистного забоя, и состоящая из самопередвигающихся секций, меха
низирующих процессы — крепления очистной выработки, управления кров
лей II передвижки на забой става забойного конвейера или базы комплекса
(агрегата) имеете с выемочной машиной.
Механизированная крепь состоит из секций или комплектов (группвзаимосвязанных секций), насосной станции (одной или нескольких), распределительной и контрольно-регулирующей аппаратуры и гидрокоммуникаций. Секция механизированной крепи — самостоятельная структурная единица, способная на ограниченной длине очистного забоя, равной ширине секции, поддерживать призабойное пространство очистного забоя в рабочем и безопасном состоянии.
Основная функция механизированной крепи — создание сопротивления опусканию (обрушению) пород кровли в призабойное пространство.
Механизированная крепь, являясь одной из главных функциональных средств механизации выемки угля, одновременно в значительной мере влияет на выбор типа выемочной машины и забойного конвейера.
К механизированным крепям предъявляются следующие требования:
- надежное обеспечение поддержания кровли в призабойном пространстве; управление кровлей со стороны выработанного пространства очистного забоя;
-защита призабойного пространства от проникновения обрушенных пород;
-механизированная передвижка конвейера как вслед за подвиганием комбайна, так и одновременно по всей длине лавы;
- скорость передвижки крепи должна быть не менее скорости движения комбайна;
- обеспечения свободного прохода для людей не шириной не меня 0,7 метра и высотой 0,4 мера.
В курсовомпроекте предусматриваемприменение механизированного комплекса КМ138, в состав которого входит механизированная крепь 4М138/4. Техническая характеристика данной крепи приведена в таблице №2.
2.1.1 Проверка крепи на несущею способность
Важнейшими параметрами механизированной крепи является ее сопротивление на единицу площади поддерживаемой кровли (кН/м2) и на 1м посадочного ряда (кН/м).
Проверка крепи на несущую способность сводится к сопоставлению расчетных нагрузок на крепь от действия пород непосредственной кровли (Q3 и R) с соответствующими рабочими сопротивлениями крепи (РД и РП), взятыми из ее технической характеристики.
Рабочая нагрузка на 1м
2 площади кровли пространства забоя определяется по формуле:
где yп – плотность породы кровли (согласно заданию)
h – мощность непосредственно кровли, м( согласно задании)
где Vп - плотность породы , т/м2(согласно заданию)
10 – переводной коэффициент в кН
Подставим все значения в формулу (1) определим рабочую нагрузку на
1м2 площади кровли пространства забоя.
Нагрузка на 1 метр посадочного ряда крепи определяем по формуле:
где b – длина секции крепи по перекрытию, м; (таблица 1)
r – шаг передвижки секции, м. (таблица 1)
Vп – объемный вес пород непосредственной кровли, кН/м2(ф.1)
h – мощность непосредственной кровли, м
= Для нормальной и безопасной работы крепи должно иметь место неравенства:
где Рд - сопротивление крепи на 1 м2 поддерживаемого пространства, кН/м2;
(таблица 1)
Рп - сопротивление крепи на 1 м посадочного ряда, кН/м.(таблица 1)
Q3 - рабочая нагрузка на 1м2 площади кровли пространства забоя (ф.1)
R- нагрузка на 1 м посадочного ряда (ф.3)
Механизированную крепь можно поверить по нагрузке на одну секцию, подсчитываемую по формуле:
где b - длина секции крепи по перекрытию, м; (таблица 1)
аС - шаг установки крепи вдоль лавы, м.[1,c.27]
h – мощность непосредственной кровли, м (согласно задания)
yп – плотность породы кровли(согласно задания)
Для нормальной и безопасной работы крепи, должно иметь место неравенство:
где РС - рабочее сопротивление стойки, кН.
Qc - нагрузке на одну секцию крепи, кН
Для безопасной работы сопротивления одной секции должно быть выше расчетной нагрузки по нагрузке на одну секцию крепи максимальной мощности непосредственно кровли применение обеспечивает безопасную работу так как:
где РС - рабочее сопротивление стойки, кН.
Qc - нагрузке на одну секцию крепи, кН