Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

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

.pdf
Скачиваний:
2
Добавлен:
24.10.2023
Размер:
11.15 Mб
Скачать

 

 

 

 

Крепь М-87

 

Интервалы

 

 

 

 

Сере­

ао=0,2

времени

Частота т .

ЧастостьWC

дина

 

передвижки,

интер­

а,=0,2

мнн

 

 

 

 

вала

 

Ді=0,4

 

 

 

 

 

~і

 

 

0,2—0,6

112

 

0,136

 

0,4

 

0

0,6—1,0

373

 

0,452

 

0,8

 

1

1,0—1,4

190

 

0,230

 

1,2

 

2

1,4—1,8

84

 

0,102

 

1,6

 

3

1,8—2,2

11

 

0,013

 

2,0

 

4

2,2—2,6

14

 

0,017

 

2,4

 

5

2,6—3,0

41

М

0,050

О

2,8

 

6

 

2т,-=825

1

 

 

 

 

 

 

*пер= І ,06

мин;

 

 

 

с= ± 0 ,5 6

мин;

 

а

=

о

 

 

1 = 3,6;

 

 

 

\

'

 

 

 

 

 

2

 

секций/мин.

 

і> = -----= 1 ,8 9

 

 

1,06

 

 

 

 

Крепь «Спутник»

Т а б л и ц а 5.III

brrii Ь*т.

0

0

373

373

380

760

252

756

44

176

70

350

246

1476

26m;=1365

262т г=3891

Т а б л и ц а 6 .II I

Интервалы

 

 

 

Сере­

а0= 20

 

 

времени

Частота т ^

Частость Н/(.

дина

а,=5

bm^

b2m-

передвиж­

интер­

Д/= 10

ки, сек

 

 

 

 

 

t j — (<2о+<Ч)

 

 

 

 

вала 6 = - ---------------

 

* с - Ч + \

 

 

 

 

и

A t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20—30

40

0,596

 

25

0

0

0

30—40

16

0,239

 

35

1

іб

16

40—50

6

0,09

 

45

2

12

24

50—60

1

0,015

 

55

3

3

9

60—70

2

0,03

 

65

4

8

32

70—80

2

0,03

 

75

5

10

50

 

2 т /=67;

2 1 Г /= 1 ,0

 

 

 

26m,-=49;

262m/=131

 

 

^пер =

(а0+Яі)+Л* — -----=32

сек;

 

 

 

 

 

 

 

і

 

 

 

а = АГі /

 

f

L \ 2 =

±12 сек;

 

 

 

'

2т/

\

2т/ у

 

 

 

 

 

(^пер

а0) ^ а>

 

 

 

 

[X=

60

- =

1,87

секций/мин.

 

 

 

 

Оіер

72

Таким образом, на основании анализа опыта работы и прове­ денных исследований установлено [35, 36]:

1) вероятность поступления количества требований на крепле­ ние в течение некоторого промежутка времени зависит не от на­ чала отсчета времени, а от длительности промежутка, в течение которого подсчитывается число заявок. Следовательно, поток тре­

бований имеет свойство

стационарности;

2) рассматриваемый

поток требований не имеет последствия,

так как вероятность поступления требований в систему после про­ извольного промежутка времени t не зависит от того, сколько их поступило до этого момента;

3) вероятность поступления одновременно двух требований за малый промежуток времени равна 0.

Зная полное ожидание времени обслуживания одной секции крепи, можно определить среднее число обслуживаний за 1 мин, или так называемый уровень обслуживания ц крепи одним рабо­

чим:

1 р = —— в случае экспоненциального распределения времени

^кр передвижки одной секции крепи и

2

р = —— в случае распределения Эрланга. Чр

Для г рабочих, у которых предполагаем одинаковые способно­ сти, этот уровень будет равен рг. Число заявок на передвижку сек­ ций крепи не должно превосходить общий уровень обслуживания, т. е.

Я > рг или

— < 1.

(7.III)

т

рг

 

 

 

%

ожидания

будет бесконечным,

Если — > 1 , то среднее время

рг

 

 

Величину Я/р2, которую обозначим через ф, назовем интенсивно­ стью деятельности г рабочих. ■

Средняя длина очереди и средняя продолжительность ожидания передвижки секций крепи (простой выемочной машины) являются функциями от ф. Для того чтобы рассмотреть экономическую сто­ рону задачи, необходимо определить среднее время простоя ком­ байна из-за ожидания крепления призабойного пространства, кото­ рое составляет

Т, =

— .

---------

^ ---------

Р0, м и н ;

( 8 . Ш )

1

р

гг! (1 — ф)г

 

4

~Zq,Z

 

2СП

г 2ф2

 

2 г — 1ф г — 1 '

 

------------ X -----------

, 1 - У — X 4 - — —

- U . . . 4 -

--------------------------- — 1)!

 

- г! (1 — <р)

 

1!

2!

^

 

т. е. вероятность того, что время ожидания равно 0.

73

Таким образом, зная л, ц, 2/, можно найти общее ежесменное время обслуживания:

 

^обсл

Ц Т СМ-

/п.э) [1 - / Х

дп (Ѵп,

m)\

, мин

(9.Ill)

 

в случае экспоненциального распределения времени передвиж­

ки одной секции крепи

 

 

 

 

 

 

 

4бсл =

k °3(tCM— 2п.з) [і

 

m)J —

, мин.

(10.III)

в случае распределения Эрланга,

 

Р

 

 

 

 

 

 

где

Тем — длительность смены, мин;

 

 

в общей

 

k удп — удельный

вес

технологических перерывов

 

длительности

смены;

определяется

по

формулам

 

(28. II), (29. II);

забоя

определяется по форму­

 

k ° -3— надежность очистного

лам (10. IV), (11. IV), (12. IV), (13. IV), 14. IV). Ежесменная продолжительность простоя обслуживающей си­

стемы (рабочих по передвижке крепи)

Аф = (^см-;п.а)11-/л^ Ж ,

rn)][z---- ^ #

- 3, мин;

(11.Ill)

в случае распределения Эрланга

2%1 k° \

 

 

^пр = ( Т см Іп.з) [ 1 Ід^т.п (п„, m ) 1

мин.

(12.Ill)

Время, потерянное выемочной машиной из-за ожидания кре­

пления,

составит

 

 

 

йт.комб = к(Тсмt„.„ [l — Іпкутдп (vn, m)] k°-3 lfi, мин,

(13.Ill)

 

 

J I

ѣ

где г=1,

2, 3,...,

г — число рабочих по передвижке секций

крепи.

При

среднем

экономическом ущербе Е, вызванном 1 мин про­

стоя выемочной машины Сг и рабочего по креплению Сі, можно вычислить общую ежесменную стоимость времени, потерянного в первом и втором случаях:

Е (г) = см —tn,3) [1 — /лАфдп (и.л, m )\\z ---- —

kr С1 -\-К(Тсмtn,з) X

 

 

L

и

 

 

X [1 —7л6?дп(уп, m)] k r tjC %~ {TCM

t„,3) [l — Ілкул„(ѵп, m)l X

X

 

/°-

min, руб/смену

(14.Ill)

-H-)/

CL-f- ktj c8 kr

 

 

 

 

 

в случае экспоненциального распределения

времени передвижки

секции крепи;

 

 

 

 

 

Е (г) = (Гсм — іп.з) [1 — /л Г А {ѵи, ш)] X

 

X (г-

21

Сі -j- ktj с.2

min, руб/смену

(15.Ill)

й

 

 

 

 

в случае распределения Эрланга.

74

)

В качестве примера произведем расчет оптимального числа ра­ бочих по передвижке секций крепи М-87 в условиях шахт комби­ ната Красноармейскуголь.

Исходные данные: ип= 1 м/мин; 1,5; 2; 2,5; 3; 4; 5 м/мин. Расстояние между секциями h = 0,95 м. Статистические данные

времени передвижки одной секции крепи приведены в табл. 3. III.

tn.3 15 мин; Т см — 420 мин;

1) Определим среднее число заявок на передвижку секций крепи по формуле (4. III). Результаты приведены в табл. 7. III; 2) Определим по формуле (13. IV) &°-3для /„=180 м, который

равен &°-3 = 0,84.

Согласно формуле (29. II) принимаем коэффициент технологи­ ческих перерывов в среднем равным /л&удп =0,21;

3) Имея статистические данные времени передвижки одной секции крепи, определяем закон и параметры его распределения (см. табл. 5. III).

Так как распределение времени передвижки одной секции под­ чиняется закону Эрланга, имеем

2 ц = —— = 1,89 секций/мин.

б<р

4) Средний экономический ущерб от 1 мин внутрисменного простоя очистного забоя определяем по формуле (9. V) и прини­ маем равным

 

 

С2 = 3,78 руб/мин;

5)

Ущерб от 1 мин

простоя

рабочего очистного забоя

 

С _

7,5.1,84

__ Q 04 руб/мин.

 

 

360

 

7 руб.

50 коп. — тарифная ставка рабочего очистного забоя;

1,84 — коэффициент доплат для шахт Донецкого бассейна.

6) Определим среднее время простоя комбайна из-за ожида­ ния крепления призабойного пространства в зависимости от ско­ рости его подачи и числа рабочих, занятых на передвижке секций

крепи.

 

 

по формуле

(8. III)

Среднее время простоя можно определить

или воспользоваться

номограммой (рис.

52).

Для этого

возьмем

различные значения

г (число рабочих)

2, 3,

4,... и вычислим со-

 

Я

 

 

 

ответствующие ср = — .

 

 

 

 

Iхг

 

 

 

Каждой рассматриваемой абсциссе г сопоставим точку пересе­ чения прямой, параллельной оси ординат и проходящей через эту абсциссу, с кривой, соответствующей подходящему значению ср, а затем в случае надобности произведем интерполяцию.

75

Имеем:

z = 1

z = 2 z = 3

2 = 1 z = 2 z = 3 z = 4

z — 2 z = 3 z = 4 z = 5

z = 2 z = 3 z = 4 z = 5

z = 2 z = 3 z = 4 z = 5

7 = 3,

ф= 0,56;

Ф= 0,28;

Ф= 0,187;

X — 1,05;

 

ф =

0,56 .

 

 

2

»

 

\itf --= 1,35,

 

откуда

7, =

= 0,72;

 

 

 

 

7

1,87

\üf = 0,075,

откуда

I f

=

0,04;

fitf — 0,006,

 

откуда

^

=

0,0032;

.

1 со

ф =

0,845

 

 

 

л =

1,58;

----- ;

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

Ф =

0,845;

'Mf =

7;

Ф =

0,42;

i t f =

0,22;

Ф =

0,28;

\Ttf =

0,075;

Ф =

0,21;

=

0,004;

, о 1

М2

X = 2,1;

ф = ----;

 

z

Ф= 0,56;

Ф= 0,37;

Ф— 0,28;

Ф= 0,22;

X

Ф= 0,705;

Ф= 0,47;

Ф= 0,35;

Ф= 0,28;

л

A =

jjt } = 0,43;

 

jxt} =

0,06;

 

jTtf

=

0,008;

 

|utf

=

0,0015;

 

 

 

1 41

=r. 2,63;

y = —2 ;

\itf

=

1,0;

 

jxtf

=

0,13;

 

\itf =

0,023;

 

\xtf

=■0,0035;

о , r-

 

1,69

3,16;

 

ф = ---- ;

 

 

 

z

I f

=

3,74;

Т, =

0,118;

7, =

0,04;

Tf =

0,0021;

^

=

0,23;

Tf

= 0,032;

tf =

0,0043;

О tl О о 00

 

 

О о

/у = 0,535; tf = 0,07; 7^ = 0,0123;

If = 0,0019;

Ф =

0,84;

\>tf =

2,1;

ф =

0,56;

iitf =

0,23;

Ф =

0,42;

fitf =

0,04;

Ф — 0,28;

•p

II о о о

СО

1

л ОІ

 

X — 4,21;

 

ф =■• 0,75;

\itf — 0,8

 

 

7 ,=

1,12;

 

If =

0,123;

 

7, =

0,021;

 

7у =

0,0007;

2,25

 

 

ф — ~ 2

1

 

 

I f =

0,43;

76

2 = 4

2 = 5

2 = 6

ф= 0,564;

ф= 0,45;

ф=■ 0,376;

 

!І Іч>

 

\itf —

 

vT1 II

А=

р 0д

5,26;

ГР' o'

0,035;

О о о ■о

ф = 2,82 ;

Z

l f = 0,075;

If = 0,0187;

tf = 0,00374;

2 = 3

ф =

0,94;

iitj — 5;

 

If =

2,67;

2 =

4

ф =

0,7;

\xtf =

0,35;

 

=

0,187;

2 =

5

ф =

0,56;

рtj =

0,08;

l f =

0,0427;

2 =

6

ф =

0,47;

\vtf =

0,025;

'♦»Л' 1

0 So'I

CO

2 = 7

ф =

0,40;

рtj = 0,006;

tf

= 0,0032;

 

Затем

исходные

данные

подставляются в

формулу

(14. III).

Имеем: при

А, = 1,05

секций/мин

£(1)=74,4

руб/смену;

Е(2) =

= 52,0 руб/смену; Е (3) =53,9 руб/смену.

 

 

 

 

 

Оптимальное число рабочих

по передвижке секций крепи при

скорости подачи комбайна 1 м/мин составит 2 человека. Результа­

ты дальнейших

расчетов

приведены в табл. 7. III.

Т а б л и ц а 7 .III

 

 

Мини­

 

 

 

 

 

Оптималь­

 

 

Мини­

Оптималь­

Скорость

 

мальные

Скорость

 

мальные

 

ное число

 

ное число

подачи

 

суммар­

рабочих

подачи

 

суммар­

рабочих

выемоч­

секций/мин

ные экс­

по пере­

выемочной

X,

ные экс­

по пере­

ной ма­

плуата­

движке

машины

секций/мин

плуата­

движке

шины v n

 

ционные

секций

 

 

ционные

секций

м/мин

 

затраты

крепи

м/мин

 

затраты

крепи

 

£(2),

 

£ (*),

1,0

1,05

руб/смену

2 0 П Т

V

3,16

руб/смену

2опт

52,0

2

3,0

30,3

6

1,5

1,58

28,1

4

4,0

4,21

26,8

7

2,0

2,1

28,0

4

5,0

5,26

25,3

8

2,5

2,63

28,4

5

 

 

 

 

Аналогичные исследования показали, что увеличение коэффи­ циента готовности забоя или снижение коэффициента технологиче­ ских перерывов на 0,1 снижает непроизводительное время (про­ стои) рабочих по передвижке крепи на 24%, эксплуатационные за­ траты на 10%.

§ 3. Расчет необходимого числа рабочих по зачистке межсекционных зазоров при применении

в лавах механизированных крепей

Нередко управление процессом крепления разделяется на две операции: зачистка межсекционных зазоров и передвижка секций крепи. Первая осуществляется впереди комбайна специально вы­

77

деленными рабочими, которые подготавливают фронт работ для передвижки секций крепи. Необходимо, чтобы скорость зачистки межсекционных зазоров была не меньше скорости подачи комбай­ на во время его работы. Время зачистки межсекционных зазоров зависит от объема упавшей породы.

Обозначим ц.-ич — интенсивность зачистки одной секции меха­ низированной крепи одним рабочим:

 

рзач = - J — , секций/мин,

 

(16.III)

 

Ц а ч

 

 

 

где

Гзач— среднее время зачистки одной секции механизирован­

 

ной крепи одним рабочим, мин.

крепи

в лаве

 

Тогда время, необходимое на зачистку

секций

длиной /., при расстоянии между секциями h,

 

 

 

Тзач = - ! * — , мин.

 

(17.III)

 

п.I I 3 3 ч ^

 

 

 

 

Необходимее число рабочих

 

 

 

 

^раб

 

 

(18.III)

где

«раб— необходимое число рабочих для зачистки межсекцион­

 

ных зазоров от упавшей породы;

 

 

 

Тц — продолжительность цикла, или время, необходимое для

 

снятия одной полоски угля по всей длине лавы, мин,

 

_22_Х

мин,

(19.III)

 

100У

 

 

 

 

где /л — машинная длина лавы, м.

формулу

(19. III), при­

 

Обозначения и значения, входящие в

ведены в гл. X, § 1.

 

 

 

 

Подставив значения Тп и Тзач в формулу (18. III), получим

 

^раб

k0

 

(20.III)

 

Лрза. k

 

 

 

100 + Г„

 

 

 

ѴпК

 

 

 

где k ■— коэффициент, учитывающий состояние кровли: для кровли

средней

устойчивости

£—1; для устойчивой кровли k = 2

и для

неустойчивой

&= 0,26.

Исследования работы гидрофицированных комплексов КМ-87 в условиях шахт Донецкого бассейна позволили установить, что ин­ тенсивность зачистки секций крепи в лавах со средними горно­ геологическими условиями (кровля средней устойчивости) цзач=

=1,62 секций/мин.

Вкачестве примера произведем расчет числа рабочих, необхо­ димых для зачистки секций крепи в условиях 13-й восточной лавы пласта Ц шахты им. Абакумова комбината Донецкуголь.

78

Мощность пласта 1,6 м, породы кровли неустойчивые. В лаве длиной /л=182 м работает гидрофицированный комплекс КМ-87. Расстояние между секциями h—0,95 м. Принимаем уп=1,5 м/мин;

£л _

Іл

 

______ 188

_ о 742-

Г 0 ,8/л —(- 103

0,8-188 -г

103

Т всп -= 0;

k0=

10%; Тм = 43,2 мин/цикл;

п — -----------------

_______188

 

 

188

± °_ \

0,95-1,62-0,26

 

1,5.0,742~

100 )

 

 

= 2,05 = 2 рабочих.

Таким образом, при рассматриваемых условиях необходимо планировать двух рабочих на зачистку межсекционных зазоров, ко­ торые обеспечат фронт работ для занимающихся передвижкой крепи и исключат остановку или снижение скорости подачи ком­ байна из-за несвоевременного крепления.

§ 4. Моделирование процесса крепления статистическим методом на ЭВМ

Когда поток заявок на выполнение процесса крепления в очи­ стном забое не подчиняется закону Пуассона (при работе узкоза­ хватного комбайна с индивидуальной крепью), необходимые ха­ рактеристики системы обслуживания можно получить путем ста­ тистического моделирования на ЭВМ.

Заявки на возведение рам крепи возникают в случайные мо­ менты времени в зависимости от скорости подачи комбайна во вре­ мя его безотказной работы, остановок и от расстояний между ра­ мами крепи. При работе узкозахватного комбайна челнокового дей­ ствия возведение постоянной крепи производится вслед за его дви­ жением по мере передвижки конвейера к забою лавы участками длиной 6—8 м. Таким образом, в систему обслуживания заявки на возведение крепи поступают группами в случайные моменты времени.

Каждая группа содержит постоянное число заявок п0.

Для моделирования принята следующая организация работ по креплению [38].

Каждую группу заявок по креплению обслуживает звено из двух рабочих. Они возводят крепь на участках лавы, равных рас­ стоянию между домкратами для передвижки конвейера.

Если в каком-либо интервале времени между поступлениями групп заявок число звеньев рабочих превосходит число групп зая­ вок, находящихся в системе обслуживания, то каждая группа зая­ вок может обслуживаться более чем одной парой рабочих.

Если в момент поступления очередной заявки на крепление при­ забойного пространства лавы число звеньев рабочих не превосхо­

79

дит числа обслуживаемых групп заявок, то комбайн останавли­ вается из-за отставания крепи и простой длится до тех пор, пока какая-либо группа заявок не будет обслужена и рабочие смогут приступить к установке рам крепи очередной партии.

Время установки рамы крепи t„, р является случайной величи­ ной.

Время моделирования разбивается на интервалы, равные ин­

тервалам времени

между

моментами поступления

двух

соседних

групп заявок:

и t *

(і — порядковый номер

группы

заявок).

На рис. 37 представлена блок-схема алгоритма, моделирующе­ го моменты поступления групп заявок в систему обслуживания [38J.

Вмоделирующем алгоритме приняты следующие операторы:

01— формирование случайных интервалов времени непрерывной работы комбайна tv\

Аі — вычисление текущего времени t\

 

ком­

Ф2 — формирование случайных

величин скорости подачи

 

байна ѵп за время tp;

U, пройденного комбайном с мо­

А2 — вычисление отрезка

пути

 

мента поступления предыдущей партии заявок /і- і до мо­

 

мента остановки комбайна,

 

 

 

11

I і — 1

“ Ь

>

 

где

/',•_! = /*_!—Лд— отрезок пути, вычисленный при формирова­

 

нии момента поступления предыдущей груп­

 

пы заявок;

между домкратами для

пере­

 

/ і д — расстояние

движки конвейера.

На участке лавы длиной /ід необходимо установить п0 рам кре­ пи, т. е. обслужить группу в п0 заявок;

Р1— проверка условия /</гд; Я) — вычисление отрезка пути А/= /—/гд и засылка величины А/

 

на место /';

 

 

Аз — вычисление отрезка времени At = — ;

 

 

 

ѴЛ

группы

Fv— формирование момента поступления очередной

 

заявок в систему обслуживания ft по формуле V? —t—Л/ +

 

-\-t' (t' — время, затрачиваемое на

передвижку

участков

 

конвейера);

 

 

0з — формирование длительности простоя

комбайна по различ­

А і

ным причинам;

 

 

— вычисление текущего времени t.

 

 

Блок-схема алгоритма, моделирующего организацию процесса

крепления, представлена на рис. 38 [38].

 

 

В блок-схеме приняты следующие операторы:

 

0 і

-формирование случайных значений

моментов времени по­

ступления заявок на крепление призабойного пространства лавы в. систему обслуживания ;

80

Р2—- проверка условия tf > T0 (Tо — принятое время зеализа-

дии процесса на модели);

 

г

 

Р3— проверка, закончено

ли в интервале

времени между

мо­

ментами поступления групп

заявок t*_] и t*

рассмотрение

про­

цесса обслуживания во всех группах заявок.

Группа операторов Л4—Рп анализирует процесс обслуживания

по всем группам заявок в период времени между

и

.

A4 — выбор k-n группы заявок,

поступившей раньше

других в

систему обслуживания;

 

 

Fs — формирование

номера

/-го ап­

парата для обслуживания k-й

группы

заявок;

определение длительности-про­

стоя аппарата к моменту обслуживания k-й группы заявок;

Рис. 37.

Блок-схема

Рис. 38. Блок-схема алгоритма,

моделирую­

алгоритма,

модели­

щего организацию процесса крепления 3ä ■

рующего моменты по­

комбайном 2К-52

 

ступления

групп зая­

 

• •ь:

вок на крепление

 

Р6— проверка для /-го

аппарата условия /" <tn

(tr<— момент

окончания обслуживания заявки /-м аппаратом); Фі — формирование случайного времени обслуживания очеред­

ной заявки k-й группы fn.p; момента окончания обслуживание за­ явки /-м аппаратом — ty определение времени простоя аппарата при условии, когда t? < t" момент поступления k-n группы

заявок); регистрация обслуживаемых заявок k-n группы; Р&— проверка условия t°- > Т0\

Рд — проверка условия f? < tn. после того, как /-й аппарат йринял заявку на обслуживание;

81-

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ