Комплексная механизация очистных работ. Расчет режимных и конструктивных параметров исполнительного органа очистного комбайна

1 Горная часть

1.1 Задание на курсовой проект

Комплексная механизация очистных работ.

1.2 Горно-геологические характеристики пласта.

Мощность пласта:

m = 2,7-3,3 м.

Угол падения пласта:

α = 12º

Сопротивляемость угля резанию:

А_Р = 140 Н/мм

Газообильность:

q = 16 м³/мин

Плотность угля:

γ  = 1,4 т/м³

Полный индекс кровли:

3.2.3.

1.3. Выбор оборудования

1.3.1 Выбор оборудования очистного забоя

От степени соответствия выбранного типа оборудования условиям его применения при отработке выемочного поля зависят безопасность и условия труда шахтеров, технико-экономические показатели работы очистного забоя, надежность и долговечность оборудования.

Комплексная механизация очистных работ в забое осуществляется механизированными очистными комплексами или агрегатами.

В состав очистного механизированного комплекса входят: выемочная машина – очистной комбайн или струг; доставочная машина – забойный скребковый конвейер; механизированная крепь, крепи сопряжения забоя с конвейерным и вентиляционным штреками; насосные станции; оросительная система; энергопоезд; кабелеукладчик; предохранительная лебедка, при работе комплекса на пластах с углами падения более 8⁰ (при цепной системе подачи).

При выборе средств механизации необходимо учитывать горно-геологические, горнотехнические и природные факторы. В литературе детально изложены последовательность и особенности выбора оборудования механизированных комплексов и агрегатов, которыми студенту следует руководствоваться.

Во всех случаях выбор оборудования необходимо начинать с механизированной крепи.

1.3.2 Выбор механизированной крепи

При выборе типа механизированной крепи, прежде всего, необходимо обеспечить соответствие ее номинально рабочего сопротивления типу основной кровли по нагрузочным свойствам, а также соответствие типоразмерам механизированной крепи мощности пласта и ее колебания в пределах выемочного поля.

Определение типоразмера крепи

Типоразмер механизированной крепи определяется следующими условиями [1]:

;(1.1)                                ;                                                   (1.2)

где   и   - минимальная и максимальная конструктивная высота

                               крепи, м;

       m_min и m_max - минимальная и максимальная мощность пласта, м;

      l_з - наибольшее расстояние от забоя до задней стойки, м;

       l_п - наименьшее расстояние от забоя до передней гидростойки, м;

        - коэффициент сближения боковых пород, который для условий

               Кузбасса составляет 0,05 м^-1;

         - запас раздвижности гидростоек на разгрузку, который для m > 1 м должен быть не менее 0,05 м.

                                        ;                                               (1.3)

                                  ;                                                   (1.4)

где  - расстояние от задней гидростойки до передней кромки козырька, м;

      d - расстояние от забоя до передней кромки козырька ( d = 0,3 м);

     B - ширина захвата комбайна, м ( В = 0,8 м);

      с - расстояние от передней гидростойки до передней кромки козырька, м.

Для заданных условий выбираем крепь 1М144 [1]

   = 3,7 м;

с  = 2,36 м;

Минимальная и максимальная конструктивная высота крепи 1М144:

Условия (1.1) и (1.2) выполняются, т.к.   и   ,следовательно, крепь выбрана правильно.

Механизированной крепи соответствует комплекс КМ144.

Площадь для прохода воздуха под крепью (S) для данной крепи изменяется от  до  , в зависимости от конструктивной раздвижности секций крепи (1,65 ÷ 3,3).

Необходимо определить реальную площадь применительно к заданным условиям (для средней мощности пласта).

Реальную площадь сечения для прохода воздуха под крепью определим из пропорции:

где

- средняя мощность пласта;

S_min - минимальная площадь для прохода воздуха под крепью в соответствии с её технической характеристикой;

 - реальная площадь для прохода воздуха под крепью в соответствии с заданными горно-геологическими условиями.

Тогда,

                                                                              (1.5)

1.3.3 Выбор выемочной машины

В каждом механизированном комплексе одного наименования могут применяться несколько типов узкозахватных комбайнов или стругов, поэтому задача выбора выемочной машины сводится к анализу соответствия конструкции и параметров этих машин условиям применения на данном угольном пласте.

Выбор способа обработки забоя и типа исполнительного органа должен базироваться на анализе условий применения и главных технологических требований (к числу которых следует отнести необходимость обеспечения заданной производительности), области применения по сопротивляемости угля резанью и диапазону обслуживаемых пластов, выхода сортовых углей, допустимого уровня пылеобразования.