Расчет производительности РТП. Выявление основных факторов, влияющих на эксплуатационную производительность РТП

Цель работы. Изучение методики определения производительности РТП.

Краткие теоретические сведения. Производительность комплекса зависит от целого ряда факторов и в первую очередь от горно-геологических и горнотехнических условий работы, режимных и конструктивных параметров машин и степени использования их во времени.

При выполнении расчетов производительности машин необходимо знать сопротивляемость угля разрушению (А), которая в свою очередь оказывает влияние на скорость подачи рабочего органа на забой через величину удельных затрат энергии на выемку угля (Н<д).

Величина сопротивляемости угля резанию, кН/м, может быть найдена по выражению

где σ_сж - предел прочности угля на сжатие, кгс/см²; z,u - эмпирические коэффициенты.

В учебных расчетах можно принимать z = 40 и u= 0,45.  Сопротивляемость угольного пласта резанию с учетом породных прослойков определяется как средневзвешенная сопротивляемость по мощности пласта:

где m_у, m_п - соответственно, мощность угольных пачек и породных прослойков в пласте, м (m ==m_у + m_п); а - сопротивляемость резанию породных прослойков, кН/м.

Как известно, пласты могут содержать в себе крупные твердые включения. В этом случае для пластов сложного строения сопротивляемость резанию, кН/м, вычисляют па формуле

где Ар- сопротивляемость резанию твердых включений, кН/м; а_у -относительное (удельное) содержание в пласте крупных твердых включений.

Значения величин А_д и А_вкл  (для учебных расчетов) приведены ниже:

Породные прослойки:	Сопротивляемость резанию, кН/м
углистые и глинистые сланцы алевролиты и алевролитовые песчаники песчаники Твердые включения	255 390 925 810

Удельные затраты энергии на выемку угольного пласта могут быть рассчитаны по эмпирической зависимости:

Исходя из вышеприведенных зависимостей скорость выбуривания угольного пласта будет равна

где l_b - глубина выбуривания угля из пласта,м; Lс - длина одной секции стрелы комбайна, м; m - мощность пласта (если выемка угля производится на всю мощность пласта, то m = h_ц), м; b - ширина захвата рабочего органа, м; у_у - объемный вес угля, т/м³; Р_уст - установленная мощность комбайна, т/мин; d_po - диаметр рабочего органа РТП, м; t_o - время опускания рабочего органа на величину его диаметра, (t_o = 0,05 мин) мин; t_нар - время наращивания стрелы одной секцией t_нар=2 мин), мин; х - длина хода рабочего органа , м.

Тогда сменную эксплуатационную производительность РТП мож­но определить по выражению

где Т_см — продолжительность смены, мин; т_пер - продолжительность регламентированных перерывов в работе (т_пер=30-60 мин), мин; K₁ -коэффициент машинного времени (K₁=0,85-0,9), д.ед.; К₂ - коэффициент, учитывающий снижение производительности за счет затрат времени на вытягивание рабочей стрелы из забоя, д.ед.; К_тр - коэффициент влияния транспорта.

В свою очередь

V_выт - скорость вытягивания стрелы из забоя на длину одной секции (V_выт ==7 м/мин), м/мин; t¹_разб- время разборки одной секции из стрелы (принимать равным времени наращивания),мин; V_nep - скорость передвижения РТП (V_nep=8 м/мин), м/мин; t_под- продолжительность подготовительных операций перед перегоном машины (t_под=15мин), мин; t_ycт -время на установку в рабочее положение комбайна (t_ycт=15 мин), мин; t_п - время погрузки транспортного средства, мин; t_обм - время обмена транспортных средств, мин.

Время погрузки транспортного средства можно найти по формуле

где n_в - количество загружаемых вагонов (при автомобильном транспорте n_в = 1), ед; V_c - вместимость одного вагона (кузова автосамосвала), м³; К_нап - коэффициент наполнения кузова транспортного средства (к_нап  - 0,9), д.ед; Qэ_.час - часовая производительность РТП, т/ч. Годовую производительность РТП можно вычислить по формуле

где Т_к, - количество рабочих дней в году, дн; Т_рем - продолжительность ремонтов в течение года, сут; n_см - число рабочих смен в течение суток.

Порядок выполнения работы

Исходные данные

Мощность пласта 1,7 м; Коэффициент крепости угля 1,2; Глубина извлечения 231 м;

Объёмный вес угля 1,35 т/м³ ;Продолжительность смены 8 ч ; Ж.-д. транспорт

Породные прослойки: -алевролиты 0,1м; -песчаники 0,1м; -сланцы 0,1м.

Определяется величина сопротивляемости угля резанию

=(120-40)/0,45=177 кН/м

Определяется  средневзвешенная сопротивляемость по мощности пласта:

=(177*1,4+255*0,1+390*0,1+925*0,1)/(1,4+0,1+0,1+0,1)=238 кН/м

Пласты не содержат в себе твердых включений

Определяются удельные затраты энергии на выемку угольного пласта

= 0,01*238,76 *(0,125/1,7+0,19)=0,62 кВтч/т

Определяется скорость выбуривания угольного пласта

Vр = = 0,81 м/мин

Определяется коэффициент, учитывающий снижение производительности за счет затрат времени на вытягивание рабочей стрелы из забоя

К₂ =

Определяется время погрузки транспортного средства

Определяется коэффициент влияния вида транспорта

Определяется сменная эксплуатационная производительность РТП

Q_{э см} =(480-60)*1,7*3,1*0,81*0,85*0,74*0,95= 1062,92 т/см

Определяется годовая производительность РТП

Q_год = 1062,92*3*(365-20) = 1100125 т/год

После проведения расчётов строятся графики зависимостей сменной эксплутационной производительности от крепости угля, мощности пласта и породных прослойков, глубины извлечения, твёрдых включений.

Пределы изменения параметров приведены в табл. 3.1.

Таблица 3.1.

Пределы изменения параметров

Параметр	min.	промежуточные значения					max.
f	1,0	1,5	2,0	2,5	3,0	3,5	4,0
Qэ.см.	1167,33	937,19	782,85	672,16	588,90	523,98	471,96
Lв	50	100	150	200	250	300	380
Qэ.см.	833,60	966,69	1021,02	1055,55	1069,10	1081,33	1095,57
m пор	0,05	0,10	0,20	0,30	0,40	0,45	0,50
Qэ.см.	1215,00	1180,81	1119,65	1062,92	1013,11	989,22	966,96
ау твердых  вкл.	0,0020	0,0050	0,0100	0,0150	0,0200	0,0250	0,0300
Qэ.см.	1243,00	1234,00	1220,00	1206,00	1193,00	1180,00	1167,00
m пласта сумм.	0,81	1,50	2,50	3,50	4,50	5,00	6,10
Qэ.см.	703,00	1000,00	1249,00	1397,00	1496,00	1534,00	1600,00

Вывод: Изучили методику определения производительности РТП, проанализировали зависимости эксплуатационной производительности от крепости угля, мощности пласта и породных прослойков, глубины извлечения, твёрдых включений. Построены графики этих зависимостей.