Учебно-методический комплекс дисциплины преподавателя (стр. 14 )

При экономико-математическом моделировании нагрузку на очистной забой обычно ограничивают технически возможным значением. Считалось, что максимально возможная по организационно-техническим условиям и допустимая по фактору вентиляции нагрузка на очистной забой одновременно является и оптимальной. Неоднократные проверки подтверждали этот тезис в пределах принятых (до 1000 т/сут) нагрузок. С появлением технических и организационных возможностей для повышения нагрузки на очистной забой более 10 тыс. т/сут представления об оптимальной нагрузке изменились. Значительный рост нагрузки на забой требует увеличения сечений или проведения дополнительных горных выработок, применения дорогостоящего оборудования и специальных схем проветривания, требующих дополнительных затрат. Во всяком случае рост нагрузки на очистной забой, начиная с некоторого уровня, может не сопровождаться снижением затрат на 1 т добычи.

Исходя из сказанного, в качестве условно оптимального значения нагрузки на очистной забой следует считать величину, получаемую расчетом по известным аналитическим формулам. Для расчета нагрузки на очистной забой А можно пользоваться формулами:

при струговой выемке:

;

при комбайновой выемке:

где пш — число добычных смен;

Тсм — продолжительность смены, ч;

tпз. — время на подготовительно-заключительные операции, равное 0,3—0,6 ч;

m — мощность пласта, м;

В — глубина строгания струга (ширина захвата комбайна), м;

vp, vn — скорость соответственно резания струга (м/с) и подачи комбайна (м/мин);

γ — плотность угля, т/м3;

Тк— время на концевые операции за цикл, мин, для струга равное 0,1—0,5 мин; для комбайна, равное 10— 30 мин;

l — длина лавы, м;

Т3 — время на зачистку забоя за цикл, равное:

;

vз — скорость подачи комбайна при зачистке, м/мин;

zр — удельный расход резцов, шт/т, для струга, равный 0,005—0,01; для комбайна, равный 0,01—0,03;

tз — время на замену одного резца для струга, равное 3—6 мин; для комбайна, равное 1—5 мин;

kT — коэффициент готовности агрегата или механизированного комплекса, равный 0,7—0,9;

kэо — коэффициент, учитывающий эксплуатационно-организационные потери времени в лаве, равный 0,6—0,9.

Более детальная методика расчета нагрузки на забой разработана ИГД им. и представлена в работе «Прогрессивные технологические схемы разработки пластов на угольных шахтах. II ч. М., Изд. ИГД им. . 1979.»

По этой методике коэффициент машинного времени kм определяется графически или аналитически в зависимости от коэффициентов готовности очистного забоя по группам последовательных перерывов, т. е. возникающих только при работе комбайна и параллельных перерывов, возникающих с одинаковой вероятностью как при работе комбайна, так и при его остановке. Значения параллельных перерывов рассчитываются с учетом нормативов времени на неперекрываемые технологические перерывы, необходимые для вспомогательных операций, зачистки лавы и др., а также коэффициентов готовности элементов комплекса оборудования — комбайна, механизированной крепи и конвейера, транспортной цепочки от очистного забоя до скипового ствола.

Нагрузка на очистной забой при комбайновой выеке

A = 60·vп·B·Tсм·nсм·kм·m·γ,

где kм — коэффициент машинного времени.

Определение длины лавы

Длина лавы определяется по техническо-организационным и экономическим факторам.

При узкозахватных комбайнах, работающих по челноковой схеме:

,

где tм — время на маневры в конце и начале лавы, мин;

nц — число полос (циклов), вынимаемых за сутки;

tв — сопутствующие вспомогательные операции на 1 м лавы, мин;

Σlн — суммарная длина ниш, м.

При узкозахватных комбайнах, работающих по односторонней или уступной схеме:

,

где vп1, vп2 — скорость подачи комбайна при первом и втором проходе по всей длине лавы, м/мин.

При струговой выемке длина лавы

,

где tп — время на передвижку крепи и конвейера, мин;

Вк — шаг передвижки крепи и конвейера, м;

nc — число стружек, снимаемых стругом за сутки.

Если струг выдает уголь при работе только в одну сторону, тогда в знаменателе вместо следует принимать .

По экономическим факторам оптимальную длину лавы определяют, исходя из минимума затрат по выемочному участку.

С увеличением длины лавы некоторые затраты на 1 т добычи (на проведение и поддержание штреков, монтаж и демонтаж оборудования, устройство ниш и др.) снижаются, другие (стоимость механизированной крепи, конвейера и др.) возрастают. С учетом этого формула для определения оптимального значения длины лавы, оборудованной механизированным комплексом, имеет вид:

,

где

;

;

;

,

где Срн — сменная заработная плата рабочего по выемке ниш;

lн — длина ниш, м;

Pрн — сменная производительность труда рабочего по выемке ниш, т/смену.

При безнишевой технологии очистных работ в лаве с1 = 0;

ΣCш — суммарные затраты на проведение и поддержание 1 м транспортного и вентиляционного штреков;

Срр — сменная заработная плата рабочего по ремонту и осмотру оборудования;

nрр — число рабочих по ремонту и осмотру оборудования, приходящееся на 1 м длины лавы;

Смк — стоимость 1 м механизированной крепи и конвейера;

kрез — коэффициент резерва оборудования для лавы, равный 1,1—1,2;

kизн — коэффициент, учитывающий затраты на возмещение износа оборудования лавы, равный 0,001—0,002.

Проектирование системы подземного транспорта шахты

Общие сведения

По подземным выработкам шахты транспортируется уголь, порода, оборудование, материалов и люди. Длина транспортных магистралей средней шахты достигает 20—40 км, используются десятки электровозов и конвейеров, занято от 100 до 400 человек в сутки. Характерной особенностью работы транспортной системы является непрерывность.

Конкретная схема транспорта, перечень транспортных машин и установок, параметры транспортных магистралей и пропускная способность определяются схемой вскрытия и подготовки угольных пластов, мощностью шахты, нагрузкой на горизонты, этажи или панели, очистные забои.

Проектировщики подземного транспорта решают следующие основные задачи:

1. Обоснование и выбор технологической схемы транспорта по шахте, в том числе:

·  транспорта угля в пределах выемочного участка;

·  магистрального транспорта угля;

·  транспорта материалов и оборудования, перевозки людей;

·  транспорта закладочных материалов.

2. Выбор, обоснование и установление потребности в оборудовании, в том числе:

·  конвейеров, перегружателей, промежуточных (усредняющих и аккумулирующих бункеров) емкостей и других видов оборудования конвейерных линий;

·  вспомогательного транспортного оборудования для перевозки материалов, оборудования и людей в конвейеризированных выемочных участках и конвейеризированных шахтах;

·  оборудования для транспортирования горной массы из подготовительных забоев;

·  оборудования для наклонных вспомогательных и людских выработок;

·  вагонеток и локомотивов для транспортирования угля, породы, материалов и оборудования, а также для перевозки людей по магистральным горизонтальным выработкам;

·  зарядных и выпрямительных установок для электровозной откатки;

·  схем и оборудования для околоствольного двора, приемно-отправительных станций и промежуточных площадок наклонных выработок;

·  средств связи, сигнализации и блокировки локомотивной откатки;

·  средств малой механизации для обслуживания вспомогательных процессов на транспорте.

Вопросы подземного транспорта рассматриваются в технологической части проекта в следующих разделах: «Вагонетка», «Околоствольные дворы и камеры». «Транспорт по главным выработкам».

Выбор схемы транспорта

На выбор видов, типоразмеров транспорта для отдельных звеньев и технологической схемы в целом оказывают влияние следующие факторы:

·  угол падения, мощность, глубина разработки и газоносность пластов;

·  размеры шахтных полей по простиранию и падению;

·  мощность шахты;

·  способы вскрытия, подготовки и системы разработки;

·  число одновременно разрабатываемых пластов;

·  число, расположение и производительность очистных и подготовительных забоев.

Конвейерный транспорт целесообразно применять на шахтах при высокой производительности (свыше 1000 т/сут) очистных забоев. Комбинированный конвейерно-локомотивный транспорт целесообразно применять при разработке группы сближенных пластов. При этом доставку угля от близко расположенных очистных забоев до группового погрузочного пункта следует осуществлять конвейерным транспортом, а от группового погрузочного пункта до околоствольного двора — локомотивным транспортом.