Рациональная отработка пласта k5 в условиях ГХК шахта Краснолиманская

|Коэффициент гидравлической |1,9 |2,0 |2,0 |1,95 |1,95 |

|раздвижности | | | | | |

|Коэффициент начального распора |0,8 |0,8 |0,8 |0,7 |0,7 |

|Сопротивление, кН | | | | | |

|одной секции |2800 |3000 |3200 |4000 |4200 |

|на 1 м длины лавы |1700 |2000 |2200 |3000 |3200 |

|Удельное сопротивление на конце | | | | | |

|передней консоли перекрытия, кН/м|90 |90 |90 |140 |140 |

|Подпор при передвижке секции, |10 |10 |10 |15 |15 |

|кН/м2 | | | | | |

|Максимальное рабочее давление в | | | | | |

|напорной магистрали, МПа |32 |32 |32 |32 |32 |

|Шаг расстановки секции крепи, м |1,5 |1,5 |1,5 |1,5 |1,5 |

|Коэффициент затяжки кровли |0,9 |0,9 |0,9 |0,9 |0,9 |

|Высота секции крепи, мм | | | | | |

|минимальная |560 |710 |1000 |710 |1000 |

|максимальная |1160 |1420 |2000 |1420 |2000 |

|Габариты секций крепи, мм | | | | | |

|ширина по оградительному |1,5 |1,5 |1,5 |1,5 |1,5 |

|перекрытию |4,1 |3,542 |3,542 |3,542 |3,542 |

|длина | | | | | |

|Масса крепи на 1 м по длине лавы,|7200 |7190 |7190 |7190 |7190 |

|кг | | | | | |

Основные особенности крепи КД90:

- высокий уровень унификации по типоразмерам (до 90%) основных

элементов: оснований, консолей, перекрытий, механизмов передвижения и

подъема носка основания, систем управления, что существенно упрощает

производство и обслуживание крепей;

- надежность работы благодаря: опережающему прижатию консолей к

кровле непосредственно стойками без дополнительных цилиндров; передвижению

крепи с подъемом носка основания; наличию четырехзвенного механизма связи

перекрытия с основанием, что обеспечивает разгрузку стоек от боковых

нагрузок и постоянство размеров от конца консолей до забоя. Особой

прочностью отличается перекрытие крепи благодаря отсутствию в нем

коробчатых сечений и внутренних сварных швов;

- безопасность труда за счет применения гидравлически управляемых

боковых щитов вдоль консолей, основного и оградительного перекрытий.

Системы управления крепью существенно улучшены за счет применения

модульных гидрораспределителей, стоечных блоков, установленных

непосредственно на стойках, и верхней гидроразведки.

Козырек секции опирается на выдвижную балку, встроенную в

оградительное перекрытие.

Оградительное перекрытие с забойной стороны опирается на две

гидростойки одинарной раздвижности, а со стороны выработанного пространства

шарнирно соединено с кронштейном основания. При раздвижке перекрытие

поворачивается относительно основания и его забойная часть, описывая дугу,

удаляется от забоя. Для сохранения постоянного расстояния от забойной

кромки козырька до забоя применен механизм компенсации, состоящий из двух

рычагов, траверсы и выдвижной балки, который выталкивает из полости

перекрытия или втягивает в нее выдвижную балку вместе с навешенным на нее

козырьком. Этим обеспечивается практически постоянная величина зазора между

кромкой козырька и забоем.

Для закрытия зазоров между соседними оградительными перекрытиями и

выравнивания секции при ее боковом наклоне служит боковой борт на одной

стороне каждой секции, управляемый гидравлическим домкратом, вмонтированным

в корпус перекрытия.

Гидростойки секции могут быть установлены в двух положениях: ближе к

конвейеру, при котором в исходном положении комплекса крепь подтянута к

конвейеру, и ближе к завальной стороне, когда в исходном положении

комплекса крепь располагается по оттянутой схеме. В последнем случае

обеспечивается удобство управления комбайном из бесстоечного пространства,

однако уменьшается сопротивление крепи по поддержанию кровли.

Передвижка крепи производится одним гидродомкратом, посредством

которого передвигается и забойный конвейер.

Комплекс 1УКП производится серийно на Дружковском машиностроительном

заводе имени 50-летия Советской Украины.

В качестве четырех первых и последних секций крепи предлагаю

использовать концевые комплекты 2КК.

Концевые секции с обратными консолями предназначены для механизации

процессов поддержания кровли, передвижки конвейера, создания безопасных

условия для обслуживающего персонала, при отработке пологих пластов в

составе механизированного комплекса.

В зависимости от мощности вынимаемых пластов применяются концевые

секции второго или третьего типоразмеров. Концевые секции могут работать

как в правом, так и в левом забоях с выполнением перемонтажа отдельных

узлов в шахтных условиях.

Концевые секции однотипные, четырехстоечные и имеют шарнирную связь с

призабойным конвейером, который осуществляет силовую связь между секциями

крепи при их передвижке с опорой на соседние секции.

Крепление и поддержание кровли в рабочем пространстве после прохода

комбайна обеспечивается забойными поджимными консолями, жестким

перекрытием, опирающимся на четыре гидравлические стойки. Со стороны

выработанного пространства секции оснащены обратными консолями. Для

обеспечения работы крепи в условиях слабой почвы концевые секции оснащены

механизмом для подъема основания при передвижке. Управление осуществляется

с соседних загруженных концевых секций.

Наличие обратных консолей на концевых секциях позволяет создать

безопасные условия для обслуживающего персонала и снизить расход

лесоматериалов.

Техническую характеристику концевых комплектов 2КК привожу в таблице

11.

Таблица 11 – Техническая характеристика концевых комплектов 2КК

|Наименование параметра |2 типоразмер|3 |

| | |типоразмер |

|Вынимаемая мощность пласта |1,0-1,5 |1,35-2,0 |

|Угол падения пласта при подвигании забоя, градус, | | |

|не более: |25 |25 |

|по простиранию |10 |10 |

|по падению или восстанию | | |

|Сопротивление концевой секции, кН |3000 |3000 |

|Удельное сопротивление на 1 м2 | | |

|поддерживаемой площади, кН/м2 |380 |380 |

|Рабочее давление, Мпа |32,5 |32,5 |

|Давление срабатывания предохранительного клапана | | |

|гидростойки, Мпа |39 |39 |

|Шаг установки концевых секций, м |1,5 |1,5 |

|Шаг передвижки, м |0,8 или 0,63|0,63 |

|Коэффициент затяжки кровли |0,9 |0,9 |

Типоразмер механизированной крепи устанавливаю на основании расчетов

допустимой минимальной и максимальной высоты ее по заднему ряду стоек в

метрах.

Нmin=тmin(1-((lз)-(

Нmах=тmах(1-((lп),

где тmin – минимальная мощность пласта в метрах,

тmin=m-(m

тmах – максимальная мощность пласта в метрах,

тmах=m+(m

(m – колебания пласта по мощности в пределах выемочного участка

в метрах; (m=0,05 [таб. 5]

тmin=1,3-0,05=1,25

тmах=1,3+0,05=1,35

( – коэффициент сближения пород кровли и почвы, зависящий от

класса пород по обрушению; (=0,04 [5, стр. 8]

lп – расстояние от передней стойки до плоскости забоя, м;

lп=2,325 [1, стр. 249]

lз – расстояние от задней стойки до плоскости забоя, м; lп=3,615

[1, стр. 249]

( – запас раздвижки на разгрузку крепи от давления пород, м;

(=0,05 [5, стр. 9]

Нmin=1,25(1-0,04(3,615)-0,05=1,019

Нmах=1,35(1-0,04(2,325)=1,224

На основании произведенных расчетов принимаю к эксплуатации второй

типоразмер крепи 2МКД90, у которого минимальный и максимальный размеры по

высоте соответственно равны 0,71 метра и 1,42 метра.

2.5.6 Проверка принятой крепи на прочность

2.5.6.1 Определения давления пород кровли на 1 м2 крепи

Определяю давление пород кровли на 1 м2 крепи по формуле в кН/м2

Qз=hп(?п,

где hп – мощность непосредственной кровли, м; hп=9,2 [таб. 5];

?п – средний удельный вес пород, определяется по формуле

?п=Рп*9,81

Рп – плотность пород; Рп=2,35 [таб. 5]

?п=2,35*9,81=23,05

Qз=9,2(23,05=212,06

Полученное значение должно удовлетворять условию

Qз?Qтех

где Qтех=500 [таб. 10]

212,06?500

Полученное значение удовлетворяет данному требованию.

2.5.6.2 Определение нагрузки на 1 м посадочного ряда

Определяем нагрузку на 1 м посадочного ряда крепи по формуле в кН/м

[pic],

где b – длина секции крепи по перекрытию, м; b=3,542[таб. 10];

l – шаг посадки непосредственной кровли, равен шагу передвижки

секции, м; l=0,63 [таб. 10]

[pic]

Полученное значение должно удовлетворять условию

Rр?Rmax.тех

где Rmax.тех=3000 [таб. 10]

230,94?2000

Полученное значение удовлетворяет данному требованию.

2.5.6.3 Определение давления на одну секцию

Давление пород кровли на одну секцию крепи определяю по формуле в кН

Qc=hп*?п*b*ac,

где ас – шаг установки секций, м; ас=1,5 [таб. 10]

Qc=9,2(23,05(3,542(1,5=1126,67

Полученное значение должно удовлетворять условию

Qc? Qc.тех

где Qc.тех=3000 [таб. 10]

1126,67?3000

Полученное значение удовлетворяет данному требованию.

По всем выше приведенным проверкам, делаю вывод, что данный

типоразмер крепи удовлетворяет всем условиям заданной лавы, и окончательно

принимаю для работы в лаве механизированный комплекс МКД90 с

механизированной крепью второго типоразмера 2КД90.

2.6 Крепление сопряжения лавы с прилегающими выработками

На сопряжении лавы с прилегающими выработками, в процессе

эксплуатации лавы, возникает большое опорное давление, и крепление не

выдерживает данного давления, деформируется, уменьшается сечение,

уменьшается безопасность из-за обрушения пород кровли. Поэтому

целесообразно усиливать крепление сопряжений.

На практике предусматривают различные варианты крепления сопряжений:

1. установка ремонтин или гидравлических стоек под каждую раму;

2. использование механизированной специальной крепи сопряжения,

которая при помощи специального приспособления перемещается вслед за лавой.

Использование специальной крепи сопряжения полностью механизирует

процесс крепления сопряжения, способствует повышению безопасности и

производительности работ.

На основании выше изложенного предлагаю использовать для крепления

сопряжения лавы с прилегающими выработками механизированную крепь

сопряжения КСШ5К, которая предназначена для эксплуатации в составе

комплекса 1УКП. Технические характеристики крепи КСШ5К привожу в таблице

12.

Таблица 12 – Технические характеристики крепи КСШ5К

|Сопротивление, кН: | |

|крепи |2760 |

|стойки |460 |

|на 1 м по длине поддерживаемой кровли |430 |

|Давление на почву, МПа |?1,5 |

|Усилие домкрата при передвижке секций, кН: | |

|опережающей |172 |

|отстающей |312 |

|Шаг передвижки секций крепи, м |0,8 |

|Габариты крепи, мм: | |

|высота минимальная – максимальная |2200 – 3100 |

|длина/ширина по верхнякам |7500/1000 |

|Масса комплекта крепи, кг |8000 |

Крепь сопряжения штрековая КСШ5К предназначена для механизации в

трапециевидных, прямоугольных и арочных выработках, прилегающих к лаве, а

также в зоне выхода приводной головки забойного конвейера в эти выработки,

операций по поддержанию кровли, поддержанию головки конвейера и ее

передвижке по мере подвигания забоев, оборудованных очистными комплексами

КМК97, КМ87, КМ88, КМТ, КД90, УКП и др.

Крепь сопряжения штрековая КСШ5К состоит из опережающей и отстающей

секций. Опережающая четырехстоечная секция поддерживает кровлю через

боковые верхняки, соединенные между собой рессорными пакетами. Отстающая

двухстоечная секция с одним (средним) верхняком имеет стол для размещения

на нем головки забойного конвейера с механизмом для ступенчатой регулировки

ее высоты, а также регулировки по углу падения пласта. Предусмотрены

гидродомкраты для регулировки положения головки конвейера по ширине

выработки.

Перемещение секции осуществляется поочередно, с поочередной

разгрузкой секций, специальным гидравлическим механизмом, подтягивающим

крепь к упорной стойке с помощью круглозвенной цепи.

Питание крепи осуществляется от насосной станции очистного комплекса.

2.7 Выбор длины лавы

Длину лавы можно определить расчетным путем исходя из горно-

геологических факторов. Однако длину лавы рекомендуется принимать исходя из

условий полного использования принятого оборудования, нормального

проветривания, а при разработке запасов на большой глубине с учетом

температурного фактора.

С увеличением длины лавы растет нагрузка на забой, транспортную

выработку, увеличивается концентрация производства, уменьшается объем

вспомогательных работ.

Однако чрезмерное увеличение длины лавы вызывает технические и

организационные трудности в доставке оборудования, материалов, передвижения

людей.

На шахте "Краснолиманская" нарезались лавы различной длины. В период

«гигантомании» работали лавы длиной по 350-400 метров. Для отработки

охранных «целиков» нарезались лавы по 80-100 метров. Поэтому, имея большой

опыт, пришли к выводу, что наиболее рационально нарезать лаву длиной 200-

230 метров.

Исходя из выше сказанного, принимаю длину лавы равной длине поставке

механизированного комплекса МКД90 – 200 метров, плюс по 5 метров на верхнем

и нижнем сопряжении лавы со штреками для установки концевых комплектов 2КК.

Итак, принимаю длину лавы равной 210 метров (такая длина лавы принята в

базовом варианте).

2.8 Определение технических данных участка

2.8.1 Определение добычи угля с одного цикла

Добычу угля с одного цикла определяю по формуле в тоннах

Дц=L(mв(r(?у(Сиз,

где L – длина лавы в метрах; L=210.

Дц=210(1,3(0,63(1,3(0,95=212,41

2.8.2 Определение количества циклов в сутки

Количество циклов в сутки определяю по формуле

[pic]

[pic]

Для дальнейших расчетов принимаю число циклов, чтобы в смену было

целое число циклов. Принимаю число циклов за сутки пц=6, за смену –

пц.см.=2.

2.8.3 Определение сменной добычи

Сменную добычу определяю по формуле в тоннах

Дсм=Дц(пц.см.

Дсм=212,41(2=424,82

2.8.4 Определение суточной добычи лавы

Суточную добычу лавы определяю по формуле в тоннах

Асут=Дсм(псм

Асут=424,82(3=1274,46

2.8.5 Определение суточного подвигания лавы

Суточное подвигание лавы определяю по формуле в метрах

lсут=пц(r

lсут=6(0,63=3,78

2.8.6 Определение месячного подвигания лавы

Месячное подвигание лавы определяю по формуле в метрах

lмес=lсут(30

lмес=3,78(30=113,4

2.8.7 Определение срока службы участка

Срок службы участка без учета затухания и достижения проектной

мощности определяю по формуле в месяцах

[pic],

где Lуч – размер участка по простиранию в метрах; Lуч=1380 [таблица

3].

[pic]

Срок службы участка составит 12,2 месяца или 1год и 1 месяц.

2.8.8 Определение месячной добычи лавы

Месячную добычу лавы определяю по формуле в тоннах

Дмес=Асут(30

Дмес=1274,46(30=38233,8

2.9 Расчет расхода воздуха для проветривания очистной выработки

Расчет расхода воздуха для проветривания очистной выработки

производится согласно «Руководства по проектированию вентиляции угольных

шахт», утвержденным комитетом Украины по надзору за охраной труда №131 от

20.12.93 г.

Расход воздуха для проветривания очистных выработок рассчитывается

по:

метановыделению,

газам от взрывных работ (если такие проводятся);

числу людей, работающих в смене.

При выемке каменных углей с прослойками породы суммарной мощностью

0,05 м и больше или с присечкой боковых пород, а также антрацитовых пластов

и температуре 16 градусов и выше, расход воздуха дополнительно определяется

и по пылевому фактору.

В виду того, что в разделе 2.5.2 нагрузка на лаву была принята по

газовому фактору, то расчет расхода воздуха буду производить только по

метановыделению по формуле в метрах кубических за минуту

Qоч=60(Vmax(Sоч.min(kо.з.((С-С0),

где Vmax – максимальная скорость воздуха в лаве, м/с; Vmax=4

Sоч.min – минимальное поперечное сечение в лаве, м2; Sоч.min=2,3

[5, таб. 4];

kо.з – коэффициент, учитывающий движение воздуха по части

выработанного пространства, прилегающего к призабойному

пространству; kо.з=1,30 [5, таб.2]

Qоч=60(4(2,3(1,30((1-0,1)=645,84

2.9.1 Проверка принятого расхода воздуха

Принятый расход воздуха проверяю по:

а) минимально допустимой скорости движения воздуха в очистном забое

по формуле в метрах кубических за минуту

Qоч(60(Smax(Vmin(kо.з.,

где Smax – максимальная площадь поперечного сечения призабойного

пространства очистной выработки в свету, м2; Smax=3,3 [5,

таб.4]

Vmin – минимально допустимая скорость движения воздуха в

очистной выработке, м/с; Vmin=0,25 [7, §621]

Qоч(60(3,3(0,25(1,3

645,84(64,35

б) по максимально допустимой скорости движения воздуха в очистном

забое по формуле в метрах кубических за минуту

Qоч?60(Smin(Vmax(kо.з.,

где Vmax – максимально допустимая скорость движения воздуха в

очистной выработке, м/с; Vmax=4 [7, §194]

Qоч?60(2,3(4(1,3

645,84?717,6

По минимально и максимально допустимым скоростям движения воздуха

условия выполняются, окончательно принимаю расход воздуха для проветривания

лавы Qоч=645,84 м3/мин.

2.9.2 Определение расхода воздуха для выемочного участка

Под выемочным участком понимается обособленно проветриваемый забой и

прилегающие к нему выработки. Расход воздуха для проветривания выемочного

участка определяю по формуле в метрах кубических за минуту

Qуч=kут(Qоч

где kут – коэффициент, учитывающий утечки воздуха через выработанное

пространство; kут=1,05 [5, таб,3]

Qуч=1,05(645,84=678,132

Расход воздуха должен быть не меньше, чем количество воздуха

необходимого для максимального количества людей, работающих в любой момент

в лаве.

Qуч?6(nчел.уч.

где 6 – норма воздуха на одного человека, м3/мин;

nчел.уч. – максимальное количество людей, работающих на участке

в смену.

Максимальное количество людей на участке находится в ремонтно-

подготовительную смену. Учитывая опыт работы участка, допускаю 25 человек

рабочих. Предполагаю, что на участок может прийти комиссия (нормировщик,

маркшейдер и т. д.). Поэтому, допускаю, что на участке может находится

одновременно до 35 человек.

Qуч?6(35

678,132?210

Данное условие выполняется, поэтому окончательно принимаю расход

воздуха для проветривания участка Qуч=678,132 м3/мин.

3 Электротехническая часть

3.1 Выбор напряжений

Электроэнергия напряжением U=6 кВ поступает на участковую подстанцию,

где снижается до напряжения U=660 В, которым питаются все силовые

токоприемники проектируемого участка. Для освещения и питания ручного

электроинструмента применяю напряжение U=127 В.

3.2 Расчет электрических нагрузок и выбор участковой трансформаторной

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7