Обоснование и выбор проходческого оборудования, расчет его производительности

Обоснование и выбор проходческого оборудования, расчет его производительности

Оглавление

1. Расчет площадь сечения выработки вчерне

2.      Выбор проходческого оборудования

.        Расчет производительности проходческого комбайна

4. Выбор оборудования для транспортировки породы

5. Организация работ в лаве (забое)

Заключение

Использованная литература

Введение

Проходческий комбайн предназначен для механизации проведения подготовительных работ горных выработок. Это комбинированная машина, механизирующая операции по отделению от массива полезного ископаемого или породы и погрузке его на транспортные средства при проведении подготовительных выработок.

Комбайновый способ проведения подготовительной выработки является более совершенным, чем буровзрывной. Непрерывность процесса проходки и устранения буровзрывных работ при применении проходческих комбайнов упрощают организацию и повышают безопасность труда рабочих, улучшают устойчивость горных выработок и позволяют значительно повысить технико-экономические показатели проведения подготовительных выработок (по темпам производительности труда и снижению себестоимости проведения выработок). Применение проходческих комбайнов позволило достигнуть рекордных темпов проходки.

1. Расчет площадь сечения выработки вчерне

Площадь сечения выработки вчерне это площадь, которая соответствует значению величины сечения выработки без крепления и различных вспомогательных коммуникаций.

Определение площади сечения выработки вчерне необходимо сделать для выбора проходческого оборудования (комбайна).

Проходческий комбайн выбирается из условий соответствия требованиям:

площади сечения выработки;

крепости пород;

безопасности ведения работ.

В задании дано:

форма сечения выработки прямоугольная

длина выработки (l, м) 350

угол наклона выработки (a, град) 9

высота (h, м) 2,1

ширина выработки по верху (b^в, м) 2,8

ширина выработки по низу (b^н, м) 2,8

Следовательно, площадь сечения выработки, будет равна

S = h×b;

S = 2,8*2,1=5,88 м²

С учетом формы сечения выработки лучше выбрать проходческий комбайн с исполнительным органом избирательного действия.

2. Выбор проходческого оборудования

По результатам расчета площади сечения выработки предварительно, без учета коэффициента крепости, можно выбрать комбайн типа 1ПКЗР.

Комбайны проходческие 1ПК3Р, предназначены для отбойки и погрузки горной массы при проведении горизонтальных и наклонных (от 0 до плюс 10° и от 0 до минус 10°) горных выработок по углю.

Скорость исполнительного органа 0.023

Техническая характеристика проходческого комбайна 1ПКЗР:

. Расчет производительности проходческого комбайна

Для проходческих комбайнов, как и для очистных, различают теоретическую, техническую и эксплуатационную производительность.

Теоретическая производительность Q (м³/мин) проходческих комбайнов и проходческих щитов с исполнительным органом избирательного действия это будет выглядеть несколько иначе

 (3.2)

Q=60*0.5м*0.415м*0.023м/с*1=0.286 м³/мин

B_з -ширина захвата коронки исполнительного органа (и.о), м.

B_з зависит от размере сечения выработки и диаметра и.о.;

v_x(y) - скорость перемещения коронки соответственно в горизонтальной или вертикальной плоскости (при расчетах принимается одно, большее значение), м/с;

z_ио - число одновременно работающих исполнительных органов (коронок).

Техническая производительность Q_Т проходческих комбайнов и щитов определяется в метрах кубических или в тоннах за 1 час работы.

 (3.3)

Q_т=0.286*0.977=0.279 м³/мин

где k_Т - коэффициент технически возможной непрерывной работы комбайна. В свою очередь

 (3.4)

К_т= -1.192/8.5

К_r=0.895

где k_Г - коэффициент готовности комбайна;

t_P - чистое время работы комбайна за цикл по разрушению пород забоя, мин;

t_п.к - время простоев комбайна за рабочий цикл, мин;

Значение коэффициента готовности k_Г по эксплуатационным данным имеет значение от 0,88 до 0, 91. Коэффициента готовности комбайна выше, чем у комплекса. Чем качественнее сделано оборудование, тем выше коэффициент готовности.

Для расчета курсового задания следует принять среднее значение.

Коэффициент готовности комплекса намного ниже, чем одной единицы комплекса, например комбайна. На лекции мы говорили, что чем сложнее конструкция и чем больше в ней узлов и деталей, тем меньше коэффициент готовности.

Коэффициент готовности проходческих комплексов составляет в среднем 0,75-0,85.

Чистое время работы t_P комбайна с исполнительным органом избирательного действия рассчитывается с учетом среднего значения диаметра исполнительного органа d, скорости перемещения коронки v_x(y) и площади сечения выработки S.

 (3.5)

t_p==8.5мин

Время простоев комбайна за рабочий цикл t_п.к зависит от конструкции комбайна и складывается из затрат времени на не совмещенную с работой исполнительного органа. t_п.к может включать подачу комбайна на забой или его передвижку, замену рабочего инструмента, переключение рабочих органов и т.д. Среднее значение t_п.к можно определить по следующей формуле

По стандартам разных лет время на замену одного резца колеблется и имеет разное значение, для расчета примем, что она составляет 1 минуту.

Напомним, время простоев комплекса так же будет выше. Необходимо учитывать дополнительные простои, связанные не только с одним оборудованием, а со всеми составными частями, если они не совмещаются или совмещаются не полностью.

Из практики эксплуатации проходческих комбайнов и щитов известно, что соотношение времени простоев t_п.к и чистой работы t_P имеет следующую зависимость

 (3.6),

t_пк=.195+0+0.997=1.192 мин.

где

t_О - время устранения отказов;

t₀=0.997 мин.

Затраты времени на замену рабочих инструментов рассчитываются по величине удельного расхода резцов

t_зи = ВSgt_зZ,

t_зи=0.415*5.88*1.6*1*3=11.7/60=0.195

где Z - величина удельного расхода резцов, шт/т;

В среднем Z≈8÷43 штук на 1000 тонн, чем больше крепость и абразивность пород, тем больше данная величина.

t_з - время на замену одного резца, с.

По стандартам разных лет время на замену одного резца колеблется и имеет разное значение, для расчета примем, что она составляет 1 минуту.

Напомним, время простоев комплекса так же будет выше. Необходимо учитывать дополнительные простои, связанные не только с одним оборудованием, а со всеми составными частями, если они не совмещаются или совмещаются не полностью.

Из практики эксплуатации проходческих комбайнов и щитов известно, что соотношение времени простоев t_п.к и чистой работы t_P имеет следующую зависимость: проходческий комбайн выработка порода

.

Эксплуатационная производительность Q_Э комбайна и проходческого комплекса зависит от перечисленных выше факторов, а так же от дополнительных простоев по организационно-техническим причинам, как то простои из-за отсутствия порожней вагонетки, замены рабочих инструментов и т.д.

Данная производительность, как и техническая производительность, определяется в метрах кубических или в тоннах за 1 час работы.

 (3.7)

Q_э=0.286*0.167 м³/мин

где k_Э - коэффициент непрерывности работы, учитывающий все виды простоев комбайна или комплекса в целом.

 (3.8)

К_Э=0.8/(1/0.895+1.192+30/8.5)=0.167

где k_Г - коэффициент готовности комбайна (щита) или комплекса в целом;

А = 0,8 - коэффициент, учитывающий регламентированные перерывы в работе;

t_ПО - время простоев оборудования за цикл по организационно-техническим причинам (простоев во время обмена вагонеток, возведения крепи или отсутствия электроэнергии);

Внимание Q_Э - это производительность по проходке ОДНОГО погонного метра!

Для определения производительности по проходке выработки необходимо полученный результат умножить на плотность породы, которая оговорена в задании на курсовую работу.

Суточная производительность Q_сут зависит от схемы организации работы, которую мы обсуждали на лекции и обычно определяется, как пм/сут или т/сут.

Q_сут = 60 n (Т_с - t_nз) Q_э, (3.9)

Q_сут=60*3*(6-1)*0.048=43.2 м³/сут

t_nз = (замена резцов) 6.86 мин + (обед) 30 мин + (подготовление оборудование) 20 мин = 56.86 мин

S*L/300=5.88*350/300=6.86

V/Q_сут=2058/43.2=47.6 сутки.

Где n - число рабочих смен в сутки.

Т_с - продолжительность смены

t_nз - время подготовительных и заключительных операций.

Это данные студент так же определяет самостоятельно. На лекции мы говорили, что в начале каждой смены 15-20 минут отводится на проверку оборудования. От того, как вы будете отводить на проверку (на холостом ходу или под нагрузкой) зависит чистое время Т_с - продолжительность смены. В конце смены вы так же должны подготовить оборудование для следующей работы t_nз - время подготовительных и заключительных операций обычно занимает 0,4 часа.

4. Выбор оборудования для транспортировки породы

Следует помнить, что грузопоток всегда зависит от производительности транспортной машины.

Для выбора машин для транспортировки обрушенной породы погонные метры необходимо перевести тонны.

Мы говорили, что основным оборудованием считается проходческий комбайн, все остальное относится к вспомогательному оборудованию.

Вспомогательное оборудование может представлять собой:

погрузочно-доставочную машину;

вагонетку;

Выбор типа транспортного оборудования делается самостоятельно с учетом его пропускной способности. При этом должны учитываться:

продолжительность рабочей смены;

объем обрушенной породы за единицу времени;

организация работ в забое (последовательная или совмещенная).

Скребковый конвейер СП48М

Предназначен для доставки угля из лав длиной 200 м на пологих пластах мощностью 0.7-0.9 м с углом падения до 20 градус, оборудованных очистными комплексами КМК97 или индивидуальной металлической крепью.

Конвейер скребковый СП48М, двухцепной, передвижной изгибающийся имеет основную сборку с тремя приводными блоками 1, (а также сборку без концевого привода), рештачный став 2, головной 3 и концевой 4 раз приводных головок; специальными распорными устройствами 5 и 6 привод конвейера закрепляется между почвой и кровлей.

Технические данные:

Конвейеры СП48М изготавливаются Скопинским машиностроительным заводом.

С целью оптимизации выбора транспортного средства будем ориентироваться на теоретическую производительность.

Для установок непрерывного действия (конвейеров, желобов) теоретическая производительность

(3.11)

Q_т=3,6×320×1.12=23,04

где v - скорость движения рабочего органа, м/с;

g - масса груза, приходящегося на 1 м длины.

G=1000×1.60.943×=320где φ₁ - коэффициент заполнения емкости;F- теоретическая площадь сечения груза и она равна

F=F₁+F₂F=0.803+0.14=0.943

F₁- теоретическая площадь сечения желоба, м²,

F₁ = bhα

F₁ = 0.488x0.18x9 = 0.803

F₂- площадь сечения насыпного груза над желобом, м²,

,

F₂=×1cos930-tg²9=0.14

где b - ширина основания треугольника насыпи, м;

ρ_Т - угол естественного откоса насыпного груза при движении, градус;

для пластинчатых конвейеров ρ_Т=20⁰

для скребковых конвейеров ρ_Т=30⁰

для ленточных конвейеров ρ_Т≈15⁰÷25⁰.

β - угол наклона установки желоба (конвейера).

5. Организация работ в лаве (забое)

На основании расчетных данных, а именно по данным Q_сут необходимо рассчитать время проходки выработки.

Для расчета времени проходки выработки необходимо:

определить необходимый объем проходки V_Σ, м³;

t=V/Q_сут=2058м³/43.2м³/сутки=47.6 сутки

Заключение

В данной курсовой работе я рассчитал производительность проходческого комбайна 1ПКЗР. Для этого я сначала подсчитал:

.   Теоретическую производительность

2.      Техническую производительность

.        Эксплуатационную производительность

.        Суточную производительность

Потом выяснил за какое время комбайн проходит выработку прямоугольного сечения с площадью 5,88 м², длиной 350м

Использованная литература

1. Машины и оборудование для угольных шахт и рудников: Справочник/ С.Х. Клорикьян, В.В. Старичнев, М.А. Сребный и др.М.: изд-во МГГУ, 2002.