Курсовая работа: Выбор и расчет средств комплексной механизации очистного забоя

Ширина захвата комбайна должна соответствовать шагу передвижки крепи.

Диаметр шнекового исполнительного органа очистного комбайна

D выбирается по формуле:

где m _mах - максимальная мощность пласта, м.(согласно задания)

Выбранный комбайн должен обеспечивать высокопроизводительную работу всего комплекса КМ138. В качестве выемочной машины принимаем узкозахватный комбайн К500 [1, c. 24;28]

- мощность пласта, вынимаемая комбайном - 1,5-4 метра [1, c. 28]

- диаметр шнека - 1,6 метра [1, c. 28]

- ширина - 0,63 метра [1, c. 28]

2.3 Выбор забойного конвейера

В каждом конкретном случае следует произвести проверку соответствия параметров забойного конвейера условиям эксплуатации и параметрам остального оборудования комплекса.

Необходимая производительность забойного конвейера должна быть не ниже теоретической производительности комбайна.

Длина конвейера должна соответствовать длине механизированного комплекса с учетом выхода на вентиляционный и конвейерный штреки.

По технической характеристике забойного конвейера принимаем забойный конвейер СП301 с максимальной производительностью 16,4 м/мин. [1, c. 29]

2.4 Увязка конструктивных и режимных параметров функциональных машин

Правильный выбор конструктивных и режимных параметров функциональных машин комплекса в полной мере не обеспечивает их эффективной работы. Необходимо обеспечить увязку этих параметров. Только в этом случае работа функциональных машин будет полностью согласована во времени и пространстве.

Целью увязки параметров функциональных машин является согласование теоретической производительности комбайна с учетом его возможной скорости подачи для конкретных горно-геологических условий, а также скорости крепления и производительности конвейера.

Теоретическая производительность главной функциональной машины - выемочной, является основным критерием для увязки параметров функциональных машин.

Исходя из сопротивляемости угля резанию и удельных энергозатрат на выемку угля определяют теоретически возможную производительность очистного комбайна.

где Q_т - теоретически возможная производительность комбайна, т/час; (ф.15)

N_уст - устойчивая мощность электродвигателей комбайна, кВт; (ф. 17)

Н_w - удельные энергозатраты на выемку полезного ископаемого, кВт•ч/т.

Удельные энергозатраты зависят от сопротивляемости угля резанию.

Для шнековых исполнительных органов можно принимать:

H/мм

При заданном значении сопротивляемости угля резанью А_р = 160 кН/м, принимаем удельные электрозатраты на выемку полученного ископаемого Н_w= 0,5 кВт/ ч/т.

Для двигателей серии ЭКВЭ можно принимать значения:

для двигателей серии ЭКВ, ЭКВЖ значения:

где N - суммарная мощность электродвигателей привода исполнительных органов комбайна, кВт. [1, c. 28]

Полученное значения подставим в формулу (15) и определим теоретически возможную производительность комбайна.

Далее приводится проверка механизированной крепи по фактору проветривания:

где S - площадь сечения для прохода воздуха, м2; (таблица 2)

Q_т - теоретическая производительность комбайна, т/мин; (ф.15)

q - относительная метанообильность разрабатываемого пласта, м3/т; (согласно заданию)

K_вп - коэффициент, учитывающий движение воздуха по выработанному пространству, k_ВП =1…1,5;

n - коэффициент дегазации пласта:

при проведении дегазационных мероприятий в забое n = 0,5;

без проведения дегазационных мероприятий в забое n = 1;

V_в - максимально допустимая скорость движения воздуха в лаве,

V_в = 4 м/с;

с - допустимая концентрация метана в исходящей струе, с = 1%.

Скорость подачи очистного комбайна должна быть согласована со скоростью крепления забоя:

где V_пт - теоретически возможная скорость подачи комбайна, м/мин;

V_кр - скорость крепления забоя, м/мин.

где Q_т - теоретическая производительность комбайна, т/мин; (ф.15)

В - ширина захвата исполнительного органа комбайна, м; [1,c.28]

m - вынимаемая мощность пласта, м; (согласно задания)

г- плотность угля, т/м3 (согласно задания)

Скорость крепления очистного забоя определяется из выражения:

где V_кр - скорость крепления забоя, м2/мин[1,c.27]

В - ширина захвата комбайна, м; [1,c.28]

V_кр.в - скорость крепления забоя м/мин [1,c.27]

Данные значения подставим в формулу (19) скорость подачи очистного комбайна должна быть согласована со скоростью крепления забоя

Проверка производительности забойного конвейера производиться по формуле:

где Q_к - производительность забойного конвейера по его технической производительности, т/мин; (таблица 2)

Q_т - теоретическая производительность комбайна, т/мин. (ф. 15)

Проверка забойного конвейера СП301 с производительностью 16,4 м/мин.

На основании проверки 16,4 ? 12,6 производительность забойного конвейера, заданное условие выполняется.

2.5 Технические характеристики оборудования

Механизированный комплекс КМ138

Предназначен для комплексной механизации работ в лавах на пластах мощностью 1,4-2,1 м с углом падения до 25° при продвигании забоя по простиранию пласта, до 12° - по падению и восстанию, спокойной гипсометрии пласта, непосредственной кровле средней устойчивости, основной кровле до тяжелой включительно и почве с несущей способностью не менее 2,5МПа.

Таблица 1

Механизированная крепь 4М138/4

Механизированная крепь 4М138/4 самопередвигающаяся горная крепь длинной очистной выработки (лавы), предназначенная для сохранения её в рабочем и безопасном состоянии, обеспечивающая механизацию процессов крепления и управления кровлей и передвижение забойного оборудования. Современные механизированные крепи гидрофицированы.

Таблица 2

Узкозахватный очистной комбайн К500

Комбайн очистной узкозахватный К500 предназначен для челноковой механизированной выемки угля в очистных забоях на пластах мощностью 1,6-3,5 м с углами падения до 35° при работе по простиранию, до 10° при работе по падению и восстанию при сопротивлении угля резанию до 360кН/м.

Таблица 3

Передвижной скребковый конвейер СП301

Конвейер шахтный скребковый передвижной серии СП301 предназначен для работы в составе механизированных комплексов по доставке угля любой крепости, горючего сланца или калийных руд из забоя при отработке пластов мощностью не менее 1,35 м, подвигающихся по простиранию до 35°, и по падению или восстанию пласта до 10° в шахтах любой категории опасности по газу и пыли.

Таблица 4

Скребковый перегружатель ПСП-271

Перегружатель скребковый передвижной ПСП-271 наездного типа с загрузочной станцией предназначен для транспортировки и перегрузки угля с забойного конвейера на ленточный конвейера участках с высокопроизводительными комплексами по добыче угля, в шахтах опасных по газу и пыли.

Таблица 5

Крепь сопряжения КСШ5А. Механизированная крепь сопряжений КСШ10 (крепь сопряжений штрековая) является представителем передвижной. Эта крепь предназначена для механизации работ в трапециевидных и арочных выработках, прилегающих к лаве, для работ в зоне выхода приводной головки забойного конвейера в эти выработки.

Таблица 6

Насосная станция СНТ-40

Предназначена для нагнетания рабочей жидкости в гидросистему очистных агрегатов и механизированных крепей в шахтах любой категории по газу и пыли. Место установки станций - откаточные, вентиляционные штреки и просеки с углом наклона не более 10°. Станция может устанавливаться непосредственно на почву или колесную платформу и находиться в составе энергопоезда