Процессы очистных работ

Оглавление

Введение 4

1. Выбор и обоснование технологической схемы очистных работ 5

2. Выемка полезного ископаемого в лаве 6

3. Транспортирование добытого полезного ископаемого по лаве и перегрузка на транспортную подготовительную выработку 20

4. Крепление призабойного пространства лавы 24

5. Управление кровлей полным обрушением в лаве 30

6. Крепление сопряжений 32

7. Проветривание очистного забоя 33

8. Организация работ 35

9. Технико-экономические показатели 39

Заключение 44

Список  литературы 45

 

 

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.

 

1. Выбор и обоснование технологической  схемы очистных работ

    На сегодняшний день в длинных  очистных выработках применяются  следующие технологические схемы: 

• с комплексной механизацией очистных работ;
• с механизированной выемкой и индивидуальной стоечной крепью;
• с буровзрывной выемкой;
• с выемкой отбойными молотками;
• с гидравлической выемкой.

   Нормативные документы  ориентируют на применение технологических  схем с комплексной механизацией  очистных работ. По условиям  конкретной лавы проверим возможность  применения механизированных комплексов: Длина лавы по моему заданию  210 м. Максимальная длина поставки  механизированных комплексов –  200 м. То есть применение механизированных  комплексов по моему заданию  не возможно.

Подберем  скребковый конвейер соответствующий  длине лавы: СП202 (исполнение -02 и -55) имеют длину поставки 220 м. Это  наиболее подходящий скребковый конвейер по моим условиям.

Для скребкового  конвейера СП202 подберем очистной узкозахватный  комбайн. Из возможных узкозахватных  комбайнов (1К101У, 2К52МУ, МК67М, 1ГШ68) по мощности отрабатываемого пласта подходят: 2К52МУ и 1ГШ68 (1 и 2 типоразмеры). Я выберу комбайн 1ГШ68 (1 типоразмер).

 

2. Выемка  полезного ископаемого в лаве

Узкозахватные комбайны, предназначенные для отработки  пластов пологого и наклонного падения, могут работать по односторонней  или челноковой схемам. Сущность односторонней  схемы заключается в том, что  комбайн отрывает полезное ископаемое от пласта и разрушает его, перемещаясь  вдоль забоя лавы от откаточного  штрека к вентиляционному штреку. В обратном направлении комбайн  перегоняется вхолостую, т.е. не разрушая пласт полезного ископаемого. При  челноковой схеме работы комбайн  осуществляет выемку, перемещаясь вдоль  забоя лавы в обоих направлениях.

При рабочем  ходе комбайна не все полезное ископаемое грузится погрузочным органом комбайна на лавный скребковый конвейер, и часть  полезного ископаемого остается на почве отрабатываемой полосы в  виде просыпи. Кроме того, на почву  отрабатываемой полосы могут выпадать куски из забоя лавы. Сказанное  требует зачистки почвы отработанной полосы.

При односторонней  схеме работы холостой перегон осуществляется с включенными исполнительными  органами комбайна, что позволяет  зачистить большую часть просыпи. Оставшаяся часть просыпи зачищается вручную. При челноковой же схеме  работы комбайна всю просыпь приходится зачищать вручную, что значительно  увеличивает объем ручной работы. Безусловно, это является существенным недостатком челноковой схемы.

На практике реально применяются обе схемы  работы узкозахватных комбайнов  в лаве. Выбор схемы работы комбайна определяется опасностью пласта по внезапным  выбросам, конструкцией комбайна, позволяющей  работать по той или иной схеме, технико-экономическими показателями очистного забоя, которые  обеспечиваются комбайном.

Челноковая схема выемки целесообразна в лавах на пластах мощностью до 1,5 м, углами падения до 15°, при наличии в пласте твердых включений, прослойков породы в нижней и средней частях,при вывалообразности свыше 0,5 м, почве любой прочности, метанообильности до 20 м³/т, при длине лавы свыше 170 м, и глубине работ до 600 м. на больших глубинах и в условиях, отличных от вышеназванных, предпочтение следует отдавать односторонней выемке угля.

Выбор остановим  на односторонней схеме работы комбайна.

И при односторонней, и при челноковой схемах работы комбайна правила безопасности требуют, чтобы при угле наклона лавы более 9° на вентиляционной выработке устанавливалась лебедка, от которой в лаву через блок протягивался канат, закрепляемый на комбайне. Этот канат является страховочным, исключающим произвольное скольжение комбайна по раме скребкового конвейера в случае обрыва механизма подачи комбайна. По мере подвигания лавы лебедка переносится на 30-50 м. Перенос лебедки осуществляется рабочими ремонтной смены, не входящими в состав бригады горнорабочих очистного забоя. В качестве лебедки будем использовать лебедку типа 3ЛП.

Чтобы комбайн  смог начать отработку новой полосы, необходимо предварительно исполнительные органы комбайна поместить в новую  полосу. Это возможно двумя способами: либо с использованием заранее подготовленных в лаве ниш, либо самозарубкой. Начало отработки новой полосы, в нашем  случае, будет осуществляться способом самозарубки косыми заездами, потому что выбранный комбайн 1ГШ68 не имеет  потребности в нишах, и столбовая  система разработки позволяет использовать способы самозарубки.

Очистной  комбайн, имеющий два исполнительных органа, расположенных на противоположных  концах корпуса, находится на непередвинуой  части лавного конвейера около  откаточного штрека. Для самозарубки косыми заездами демонтируются погрузочные щитки комбайна, оба исполнительных органа комбайна поднимаются к кровле пласта и комбайн, с включенными исполнительными органами, начинает движение в сторону откаточного штрека. Когда комбайн выйдет на изогнутую часть лавного скребкового конвейера, его исполнительные органы внедряются в пласт. Движение комбайна в направлении от откаточного штрека прекращается, когда комбайн полностью выйдет на передвинутую часть лавного скребкового конвейера. В результате у кровли пласта будет отработана переменной глубины (от ноля до полной ширины захвата комбайна) щель.

После этого  непередвинутая часть лавного скребкового  конвейера передвигается к забою  лавы и комбайн, с включенными  исполнительными органами, начинает движение в сторону штрека. Комбайн  останавливается в 30-40 см от штрека, после чего задний (по ходу движения комбайна) исполнительный орган опускается к почве пласта. В результате около  кровли пласта будет отработана щель глубиной, равной ширине захвата комбайна.

На этом самозарубка  комбайна заканчивается, монтируются  погрузочные щитки, и комбайн  начинает отработку новой полосы, причем в первое время передний (по ходу движения комбайна) исполнительный орган работает вхолостую, а задний исполнительный орган отрабатывает оставшуюся пачку полезного ископаемого  у почвы пласта. Оставшийся целик  между штреком и отрабатываемой полосой шириной 30-40 см разрушается  вручную.

Во время  отработки полосы при подходе  к подготовительной выработке окончание  полосы осуществляется без использования  ниши. При окончании работ в  полосе в таком случае комбайн  останавливается в 30-40 см от подготовительной выработки. При этом на почве пласта остается неотработанная пачка полезного  ископаемого. Для отработки этой пачки передний исполнительный орган  комбайна опускается к почве пласта, снимаются погрузочные щитки, и, двигаясь в направлении от подготовительной выработки, комбайн снимает оставшуюся часть пласта на почве. Целик между отработанной полосой и подготовительной выработкой разрушается вручную.

Для расчета  времени работы комбайна за цикл нужно  рассчитать скорость подачи комбайна.

 

Технические характеристики очистного узкозахватного комбайна 1ГШ68 (1 типоразмер).

• Применяется в составе механизированного комплекса: 1КМ88, 2КМ87УМН, КМ87УМП, 2КМ87УМА, 1КМТ, 1МКМ, МК75, 1ОКП70, 2ОКП70, 1ОКП, 4ОКП70, 2ОКП, 2КМ81МЭ, КМ130;
• Применение в лаве с со стоечной крепью: применяется;
• Вынимаемая мощность пласта:
• Минимальная: 1,12 м;
• Максимальная: 2,12 м;
• Угол падения пласта при работе по:
• простиранию: до 35;
• падению или восстанию: до 10;
• Исполнительный орган: шнек;
• Количество шнеков: 2;
• Схема закрепления тяговой цепи при углах падения пласта
• До 20°: обычная;
• Свыше 20°: полиспастная;
• Ширина захвата: 0,63; 0,8 м;
• Число электродвигателей: 2;
• Мощность одного электродвигателя: 132 кВт;
• Охлаждение двигателя: водяное;
• Максимальная сопротивляемость полезного ископаемого резанью:400 кН/м;
• Удельный расход энергии при сопротивлении угля резанью:
• 50 кН/м – 0,16 кВт.час/т;
• 100 кН/м – 0,21 кВт.час/т;
• 150 кН/м – 0,33 кВт.час/т;
• 200 кН/м – 0,47 кВт.час/т;
• 250 кН/м – 0,68 кВт.час/т;
• 300 кН/м – 0,94 кВт.час/т;
• 400 кН/м – 1,51 кВт.час/т;
• Конструктивное исполнение: работает с рамы конвейера;
• Тип конвейера: СП202, СП87ПМ, СУОКП, КИ3М;
• Схема работы комбайна: любая;
• Максимальная скорость подачи при закреплении тяговой цепи по:
• Обычной схеме: 3,5 м/мин;
• Полиспастной схеме: 4,4 м/мин;
• Маневровая скорость при закреплении тяговой цепи по:
• Обычной схеме: 4,4 м/мин;
• Полиспастной схеме: 4,0 м/мин;
• Масса комбайна: 16,2 т;  
• Потребность в нишах: не требуется;
• Схема самозарубки: косыми заездами;
• Габариты комбайна:
• Длина: 8267 мм;
• Ширина корпуса: 1235 мм;
• Высота от почвы пласта: 900 мм;

 

Расчет скорости подачи и производительности узкозахватного очистного комбайна

Расчет скорости подачи комбайна 1ГШ68

Скорость  подачи очистного узкозахватного комбайна (м/мин) рассчитывается по выражению:

, где

 – устойчивая  мощность двигателей комбайна, кВт;

γ – плотность угля в  массиве, т/м³;

 – удельные  затраты энергии на разрушение  угля при фактической сопротивляемости  резанью, кВт.час/т;

 – вынимаемая  мощность пласта, м;

r – ширина захвата комбайна, м.

Устойчивая  мощность электродвигателей комбайнов  с водяным охлаждением составляет 0,9 ÷ 1,1 от общей мощности, установленных  на комбайне двигателей, а комбайнов  с воздушным охлаждением электродвигателей  и с пневмодвигателями – 0,7 ÷ 0,9.

Удельные  затраты энергии на разрушение угля при фактической сопротивляемости угля резанью определяются:

                              A_р – A_1р

         H_w = H_1w + ———— ∙ (H_2w – H_1w)  ,  где

                              A_2р – A_1р

A_р – фактическая сопротивляемость угля резанью, КН/м;

A_1р – табличное значение сопротивляемости угля резанью ближайшее меньшее к фактической сопротивляемости резанью, КН/м;

A_2р – табличное значение сопротивляемости угля резанью ближайшее большее к фактической сопротивляемости резанью, КН/м;

H_1w – удельный расход энергии на разрушение угля при сопротивляемости угля резанью равной A_1р, кВт.час/т;

H_2w – удельный расход энергии на разрушение угля при сопротивляемости угля резанью равной, кВт.час/т.

Рассчет:

P_уст = 2 ∙ 1,1 ∙ 132 = 290,4 кВт;

m = 1,35 м;

0,63 м;

= 1,25 т/м³;

230 кН/м;

200 кН/м;

250 кН/м;

0,47 кВт.час/т;

0,68 кВт.час/т;

=0,596 кВт.час/т;

7,64 м/мин.

Рассчитанная  скорость подачи очистного комбайна должна быть проверена

- по максимально допустимой  рабочей скорости подачи комбайна  по технической характеристике;

- по максимально возможной  скорости передвижения машиниста  комбайна по лаве;

- по скорости крепления  лавы.

Проверка скорости подачи комбайна по максимально допустимой скорости подачи

Рассчитанная скорость подачи очистного  комбайна не может превышать максимально  допустимую рабочую скорость комбайна по его технической характеристике, т.е. должно соблюдаться неравенство

                    £   , где

    – максимально  допустимая рабочая скорость  подачи комбайна по его технической характеристике, м/мин.

Если указанное  неравенство не соблюдается, то принимается  =. При этом следует иметь в виду, что очистные узкозахватные комбайны для пологого и наклонного падения имеют плавную регулировку скорости подачи, что позволяет принимать любое значение скорости подачи в пределах допустимой.