Выбор очистного оборудования. Целью данного курсового проекта является закрепление и углубление знаний

Введение

Целью данного курсового проекта является закрепление и углубление знаний, полученных во время обучения, приобретение навыков самостоятельной творческой работы при решении конкретных инженерных задач для условий горного предприятия. Курсовой проект способствует приобретению навыков пользования технической, справочной и научной литературой, нормативными документами. В ходе выполнения курсового проекта необходимо разработать технологию ведения горных работ в длинном очистном забое по заданным горно-геологическим и горнотехническим условиям. В общем случае необходимо решить следующие задачи:

- выбор и обоснование технологической схемы работ;

- выемка полезного ископаемого в лаве;

- транспортирование добытого полезного ископаемого в лаве и перегрузка на транспортную выработку;

- крепление призабойного пространства;

-управление кровлей;

- проведение ниш;

- крепление сопряжений;

- проветривание очистного забоя;

- организация работ.

 

Задание по курсовому проектированию

Система разработки – длинные столбы по падению;

Длина лавы – 110м;

Способ выемки угля в лаве – струговый;

Мощность пласта – 1,8 м;

Коэффициент крепости угля по шкале проф. М.М.Протодъяконова – 2;

Сопротивляемость угля резанию – 180 кг/см;

Объемный вес угля – 1,4 т/м³;

Угол падения угля – 4⁰;

Коэффициент отжима угля – 0,88;

Мощность пород непосредственной кровли – 9,1м;

Средний объемный вес пород непосредственной кровли – 2,5 т/м³;

Длина зависающей консоли непосредственной кровли–1,1м;

Предел сопротивления вдавливанию пород непосредственной кровли – 5,6 МПа;

Почва пласта имеет предел прочности вдавливанию – 5,6МПа;

Суммарное выделение метана в призабойное пространство, на тонну добываемого угля – 2,5 м³;

(дополнительные условия прилагаются в задании)

 

 

Выбор очистного оборудования

В условиях, приведенных в задании на курсовой проект может быть использована только очистная струговая установка УСВ2 [1]

Наименование показателя	УСВ2
Вынимаемая мощность пласта, м минимальная максимальная	0,90 2,00
Высота струга, м	0,665 ; 0.835; 1,005.
Предельный угол падения пласта, град. при работе по падению	До 5
Сопротивляемость угля резанию, кН/м	до 250
Характеристика пород непосредственной кровли	Не ниже средней устойчивости
Скорость движения струга, м/сек	1,52
Толщина стружки, см	до 10
Схема работы струга	Челноковая
Продолжительность концевых операций, отнесенная к 1 м подвигания лавы (мин/м) при крепи сопряжений механизированной индивидуальной	10-17 10-24
Количество электродвигателей струга
Мощность одного электродвигателя, кВт
Тяговый орган струга	Цепь круглозвенная
Разрывное усилие тяговой цепи, кН
Скорость движения цепи конвейера, м/сек	0,54 0,90
Шаг скребков конвейера, мм
Количество цепей конвейера
Тип цепи конвейера	Круглозвенная
Разрывное усилие цепи конвейера, кН
Площадь поперечного сечения угля на конвейере (м2) при высоте струга 0,665 м 0,835 м 1,005 м	0,150 0,210 0,250
Количество электродвигателей конвейера
Мощность электродвигателя конвейера, кВт
Высота конвейера, мм со стороны погрузки с завальной стороны
Ширина конвейера без навесного оборудования, мм
Длина рештака конвейера, м	1,5
Напряжение питания электродвигателей струга и конвейера, В
Длина струговой установки в поставке, м
Масса струговой установки в поставке, т	214,0
Крепь очистного забоя	Индивидуальная или механизированная 1МК97Д, МК98, М87УМС
Максимальная ширина призабойного пространства (м) при шахматном расположении секций крепи 1МК97Д МК98 М87УМС   линейном расположении секций крепи 1МК97Д МК98 М87УМС	4,23 4,42 4,56     4,16 4,30 3,91
Маслостанция	СНУ5Р

 

Проведём проверку возможности применения механизированной крепи[2], входящий в состав очистного комплекса, в условиях заданных параметров лавы.

Рассмотрим комплекс 1МК97Д, в комплект которого входит механизированная крепь 1КМ97Д , 2 типоразмер.

Проверка по высоте крепи.

Крепь по высоте удовлетворяет условиям конкретной лавы, если выполняются следующие условия:

H_max ³ H^н_max и

H_min £ H^н_min , где

H_max и H_min – соответственно максимальная и минимальная высота механизированной крепи по технической характеристике, м.

H^н_max и H^н_min – соответственно максимальная и минимальная высота механизированной крепи, необходимая по условиям конкретной лавы, м.

Необходимая по условиям конкретной лавы максимальная и минимальная высота механизированной крепи определяется выражениями:

H^н_max = m – δ ∙ m ∙ l_п и

H^н_min = m – δ ∙ m ∙ (l_з + r) – Θ , где

m – вынимаемая мощность пласта, м;

δ – коэффициент, учитывающий свойства пород основной кровли. Для легкообрушаемой основной кровли δ = 0,04, для кровли средней обрушаемости δ = 0,025, для труднообрушаемой – δ = 0,015;

l_п и l_з – соответственно расстояние от забоя до первой и до последней стоек секции механизированной крепи, м. Определяются по [ 1 ];

r – подвигание забоя лавы между двумя передвижками крепи, м;

Θ – запас высоты на разгрузку секции крепи, необходимый для передвижки секции, м, Его значение принимается в пределах от 0,04 до 0,06 м, я принимаю его значение равное 0,06

H^н_max = m – δ ∙ m ∙ l_п = 1,8 – 0,04 ∙ 1,8 ∙ 1,4 = 1,70 м.

H^н_min = m – δ ∙ m ∙ (l_з + r) – Θ = 1,8 – 0,04 ∙ 1,8 ∙ (2,85 + 0,8) – 0,06 = 1,48 м.

Таким образом, условие:

H_max ³ H^н_max и H_min £ H^н_min

не выполняется, данная крепь применяться не может.

Рассмотрим комплекс М87УМС, в комплект которого входит механизированная крепь КМ98УМС, 2 типоразмер.

Проведём проверку возможности применения данной механизированной крепи в условиях нашей лавы.

1. Проверка по высоте крепи [2].

Данные вычисления проведены выше:

H^н_max = 1,63 м.

H^н_min = 1,45 м.

Таким образом, условие:

H_max ³ H^н_max и H_min £ H^н_min

выполняется для данной крепи

2. Проверка по силовым нагрузкам [2].

Проверка по силовым нагрузкам предусматривает:

- проверку по нагрузкам на наиболее нагруженную стойку секции крепи;

- проверку по нагрузке на стойку при выходе из строя всех остальных стоек секции механизированной крепи.

Проверка по нагрузкам на наиболее нагруженную стойку секции крепи.

Крепь по нагрузкам от непосредственной кровли на наиболее нагруженную стойку секции удовлетворяет условиям конкретной лавы, если выполняется условие

R £ P_с , где

R – нагрузка от непосредственной кровли на наиболее нагруженную стойку секции механизированной крепи, МН;

P_с – несущая способность стойки крепи, МН.

Нагрузка от непосредственной кровли на наиболее нагруженную стойку секции механизированной крепи определяется при расположении стоек в секции в два параллельных забою лавы ряда:

, где

γ_н – средний объемный вес пород непосредственной кровли, т/м³;

h_н – мощность пород непосредственной кровли, м;

r – подвигание забоя лавы между двумя передвижками крепи, м;

l_з – расстояние от забоя до последней стойки секции механизированной крепи, м.

l_к – длина консоли пород непосредственной кровли, зависающей позади секций механизированной крепи, м;

a – шаг установки секций (комплектов) крепи, м.

b₁₂ – расстояние между первым (от забоя лавы) и вторым рядами стоек в секции механизированной крепи, м.

b₂₃ – расстояние между вторым (от забоя лавы) и третьим рядами стоек в секции механизированной крепи, м.

n_ст – количество стоек в одном ряду секции (комплекта) крепи.

P_н – первоначальный распор стойки, МН.

Длина консоли пород непосредственной кровли, зависающей позади секций механизированной крепи, устанавливается обычно исходя из имеющегося на шахте опыта разработки данного пласта. Если таких данных нет, то длина консоли пород непосредственной кровли, зависающей позади секций механизированной крепи, вычисляется по выражению:

, где

σ_и – предел сопротивления изгибу пород непосредственной кровли, МПа.

Таким образом, данную проверку крепь не проходит, так как рабочее сопротивление стойки всего 0,78 МН, поэтому уменьшаю шаг передвижки крепи до 0,5м, тогда:

После уменьшения шага передвижки данную проверку крепь не подходит.

Рассмотрим комплекс КМС97М, в комплект которого входит механизированная крепь МК98.

Проведём проверку возможности применения данной механизированной крепи в условиях нашей лавы.

1. Проверка по высоте крепи [2].

Данные вычисления проведены выше:

H^н_max = 1,65 м.

H^н_min = 1,44 м.

Таким образом, условие:

H_max ³ H^н_max и H_min £ H^н_min

не выполняется для данной крепи

В результате проделанной работы приходим к выводу, что необходимо применить индивидуальную крепь.