книги из ГПНТБ / Липкович С.М. Проектирование технологических процессов очистной выемки угля

31

кпх премий, а в других — к невыполнению плана и нарушению принципа материальной заинтересованности работников.

Определение технологического цикла выемки начинается с про­ ектирования процессов (определение скорости подачи выемочной машины в конкретных горно-геологических и горнотехнических, условиях, количественной оценки надежности работы оборудова­ ния лавы и т. д.).

Под проектированием технологического процесса выемки пони­ мается совокупность математических зависимостей, адекватно отражающих форму и характер, а также основные количественные, структурные и функциональные взаимосвязи между горно-геоло­ гическими и горнотехническими факторами, характеризующими реальный технологический процесс.

Процесс выемки определяется комплексом входных и выход­ ных параметров и подчиняется некоторому закону функциониро­ вания.

Группу входных неуправляемых параметров составляют мно­ жества горно-геологических характеристик разрабатываемых пластов (сопротивляемость угля резанию, состояние боковых пород, газообильность, выдержанность пласта по мощности, нарушенность и т. д.), надежность отдельных деталей и узлов машин, механизмов и оборудования.

К входным управляемым параметрам относятся технические характеристики применяемых машин, механизмов и оборудования (скорость подачи комбайна, скорость резания, ширина захвата, количество режущих зубков, скорость закрепления призабойного пространства и т. д.), параметры схем подготовки и систем раз­ работки, количественный состав рабочих, материально-техническое снабжение.

Выходные параметры характеризуют обобщающие показатели: объем добычи, себестоимость продукции, производительность труда

§ 2. Определение скорости подачи выемочной машины

Известно, что производительность (теоретическая) угледобы­ вающей машины предопределяется скоростью подачи и размерами исполнительного органа [22, 24]. Скорость подачи в значительной мере зависит от параметров исполнительного органа (схемы на­ бора и количества зубков, скорости резания), степени износа ин­ струмента, установленной мощности двигателя и сопротивляемости угля резанию. Для конкретной машины с постоянными диамет­ рами исполнительного органа и заданной мощностью двигателя

32

скорость подачи будет предопределяться главным образом сопро­ тивляемостью угля резанию.

Установлено, что из всего баланса расходуемой мощности угледобывающей машины преобладает мощность, расходуемая па резание 125]. В первом приближении можно считать, что мощности на подачу и резание пропорциональны. На погрузку угля и другие процессы при работе машины без заштыбовки затрачивается малая доля мощности, которая может не учитываться.

Определение возможной скорости подачи выемочной машины с учетом физико-механических свойств добываемых углей и ее конструктивных особенностей производится по следующим фор­

При работе исполнительных органов с вертикальной осью вращения в выражение (5.II) вместо т* подставляется г — ши­ рина захвата комбайна, м.

Для буровых исполнительных органов

фициентов необходимо применять для двигателей с малыми зна­ чениями максимальных моментов (Мтах-), большие значения — со­ ответственно для двигателей с наиболее высокими значениями

•Wmax-

К. п.д. привода определяется в зависимости от числа ступеней редуктора. В случае, если имеется двухбарабанный или комбини­ рованный рабочий орган, к.п.д. привода определяется как средне­ взвешенный по количеству одновременно режущих резцов.

Средневзвешенная скорость резания может определяться по

34

нимаются из технической характеристики для существующих ма­ шин. а для вновь проектируемых рассчитываются.

Сопротивляемость углей резанию Лѵ,ц в зависимости от вели­ чины заглубления (глубины вруба) в угольный массив для шахтопластов Донецко-Макеевского, Красноармейского и Шахтер- ско-Торезского районов Донбасса и марки углей приведена в табл. 8 приложения.

Указанные в табл. 8 приложения зависимости получены на ос­ новании обобщения и обработки статистических данных замеров сопротивляемости угля резанию, проведенных ДонУГИ. В табл. 9 приложения приведены характеристика пластов по сопротивляе­ мости угля резанию по другим бассейнам (по данным ИГД им. А. А. Скочинского).

Взятое из табл. 8 значение сопротивляемости угля резанию под­ ставляется в формулу (1. II), при этом km не следует учитывать.

Когда не представляется возможным воспользоваться данными табл. 8 и 9. Приложения, сопротивляемость угля резанию в целике находится по формулам, приведенным в табл. 3. II, с учетом мощ­ ности вынимаемого пласта, угла падения, газообильности и глуби­ ны разработки. Для увеличения точности расчетных данных все угли Донецкого бассейна были разбиты по маркам, а антрациты по группам разрабатываемых пластов.

Значения коэффициента отжима &от определяются по формулам табл. 4. II.

2 35

36

37

Значения коэффициентов а0, Ь0 и с0 для различной сопротивляе­ мости угля резанию приведены на рис. 27.

Возможную скорость подачи выемочной машины можно опреде­

ловий: а] =1,10 при волнистой почве и наличии значительных мульд; при струговой выемке а] =1,175; а 2' =1,22 при выемке в

лавах с неустойчивой или ложной (обрушающейся) кровлей; а'3 =1,15 при работе в обводненных лавах.

Затем полученную скорость подачи выемочной машины необ­ ходимо проверить по газовому фактору, скорости крепления при­ забойного пространства и другим факторам.

§ 3. Другие факторы, влияющие на скорость подачи выемочной машины

Одним из важных факторов, влияющих на производительность очистного забоя, является скорость подачи выемочной машины. Из­ вестно, что максимальная техническая скорость подачи машины за-

38

39

кладывается при ее конструировании. Однако эксплуатационная скорость часто не достигает максимальной технической и зависит не только от физико-механических свойств угля и конструкции ма­ шины, но и от других факторов, которые можно разделить на груп­ пы: горнотехнические; горно-геологические; обусловленные профес­ сионально-техническим мастерством рабочих.

К горнотехническим факторам следует отнести длину лавы, сис­ тему разработки, вид крепи, тип выемочной машины и доставочных механизмов, вид транспорта и т. д.

Выбор той или иной системы разработки обусловливает в пер­ вую очередь эффективность проветривания забоя и управление опорным давлением, что также сказывается на скорости подачи выемочной машины.

Несоответствие технической, а чаще всего эксплуатационной производительности доставочных механизмов на штреке возможной эксплуатационной производительности лавы приводит к снижению скорости подачи комбайна.

Исследования, проведенные на шахтах Донецкого бассейна, показали, что эксплуатационная скорость подачи выемочной ма­ шины при прочих равных условиях имеет некоторую зависимость от длины лавы.

При выемке угля комбайном К-52 увеличение длины лавы при­ водит к росту его эксплуатационной скорости подачи. Если при­ нять относительную эксплуатационную скорость подачи выемоч­ ной машины при оптимальной длине лавы /,шт (см. табл. 2. I) за Kvlom = U то при изменении длины лавы от 100 до 150 м экс­

плуатационная скорость подачи уменьшится в среднем на величи­

Объясняется такое явление двумя причинами. Во-первых, комбай­ ны К-52 имеют мощный электродвигатель с водяным охлаждением, которое исключает перегрев двигателя независимо от длительно­ сти его работы (длительность работы комбайна пропорциональна длине лавы), во-вторых, с увеличением длины лавы в значитель­ ной степени уменьшается влияние снижения скорости подачи при выемке угля в концевых частях лавы на среднюю эксплуатацион­ ную скорость подачи.

Несколько иное влияние длина лавы оказывает на изменение

Комбайны МК-67 работают в лавах мощностью 0,7—1,3 м, а в среднем 0,8—0,9 м и имеют воздушное охлаждение двигателя. По­

40