книги / Проектирование рудников

Критическая длина доставки для 1 участка i-го хода комбайна в камере (расстояние от места разгрузки самоходного вагона до границы 1 участка):

		v1
L1кр				qн	tp	tмп	м,
	2		Qк

где v1 – скорректированная скорость движения самоходного вагона на

первом участке, м/мин; qн – объем руды, который может разместиться в бункере-перегружателе без перемещения его донного конвейера, т: для бункера-перегружателя БП-14А qн = 6,63 т, для БПС-25 qн =10,0 т; tp – продолжительность разгрузки самоходного вагона, мин:

•для самоходного вагона 5ВС-15М при разгрузке на ленточный

конвейер tp = 1,8 мин, на скребковый конвейер tp = 1,35 мин, на скребковый конвейер заглубленный tp = 1,1 мин, в скважину tp = 1,0 мин;

•для самоходного вагона ВС-30 при разгрузке на ленточный

конвейер tp = 2,3 мин, на скребковый конвейер tp = 1,7 мин, в скважину tp = 1,4 мин;

tмп – продолжительность маневров и пауз при разгрузке самоходного вагона, мин:

•для самоходного вагона 5ВС-15М при разгрузке на ленточный конвейер tмп = 0,55 мин, на скребковый конвейер или в скважи-

ну tмп = 0,3 мин;

• для самоходного вагона ВС-30 при разгрузке на ленточный конвейер tмп = 0,8 мин, на скребковый конвейер или в скважину

tмп = 0,4 мин.

Скорректированная скорость движения самоходного вагона на первом участке:

v1 kv v1 м/мин,

где kv – поправочный коэффициент, учитывающий угол наклона камеры (определяется по табл. 1); v1 – скорость движения самоходного вагона

по технической характеристике при длине доставки до 25 м, м/мин;

• для самоходного вагона 5ВС-15М при движении вагона по выработке сечением до 10 м2 v1 = 70 м/мин сечением более 10 м2 v1 = 88 м/мин;

41

• для самоходного вагона ВС-30 скорость движения по техни-

ческой характеристике v1	= 150 м/мин.
					Т а б л и ц а 1
Угол наклона камеры, град		0		±5	±10	±15
kv		1,22		0,97	0,81	0,72

Скорректированная производительность комбайна при отработке i-го хода комбайна в камере:

Qki k ksi Vт т / мин,

где k – коэффициент, учитывающий угол наклона камеры (определяется по табл. 2); ksi – коэффициент, учитывающий использование площади рабочего органа комбайна при отработке i-го хода комбайна в камере; Vт – техническая производительность комбайна, т/мин:

•ПКС-8М Vт = 4,5 т/мин;

•«Урал-10КС» Vт = 3,5 т/мин;

•«Урал-10КСА» Vт = 4,0 т/мин;

•«Урал-10А» Vт = 5,0 т/мин;

•”Урал-20КС» Vт = 4,5 т/мин;

•«Урал-20КСА» Vт = 5,0 т/мин;

•«Урал-20А» Vт = 6,4 т/мин;

•«Урал-20Р» Vт =7,0 т/мин.

Т а б л и ц а 2

Угол наклона камеры, град		–15	–10	–5	0	+5	+10	+15
k	ПКС-8М	0,72	0,99	1,09	1,08	0,95	0,66	0,24
	Урал-10КС
	Урал-10КСА	0,84	1,00	1,08	1,07	0,99	0,92	0,60
	Урал-10А
	Урал-20КС
	Урал-20КСА	0,84	1,00	1,08	1,07	0,99	0,92	0,60
	Урал-20А
	Урал-20Р

42

Коэффициент ksi , учитывающий использование площади рабочего органа комбайна при отработке i-го хода комбайна в камере:

•при отработке i-го хода комбайна в камере с полным использованием рабочего органа комбайна ksi = 1;

•при отработке i-го хода комбайна в камере с неполным использованием рабочего органа комбайна и наложением i-го хода комбайна по ширине камеры

ksi Sxi ,

Sио

где Sио – площадь исполнительного органа комбайна, м2;

• при отработке i-го хода камеры с неполным использованием рабочего органа комбайна и наложением i-го хода комбайна по высоте камеры

ksi			Sxi		.
		Sио	axi
				По /aио

Длина 2-го участка i-го хода комбайна в камере ( L11i ) рассчитывается:

•

при

LI

l

L

и LII

L

L

L

l

крi

раз

зар

крi

k

н

гс ср

раз

LII LII

LI

;

i

крi

крi

•

при

LI

l

L

и LII

L

L

L

l

крi

раз

зар

крi

k

н

гс ср

раз

LII

L L

p

L

LI

l ;

i

k

гс ср

крi

зар

•

при

LI

l

L

и LII

L

L

L

l

крi

раз

зар

крi

k

н

гс ср

раз

LII

LII

l

L

;

i

крi

раз

зар

•

при

LI

l

L

и LII

L

L

L

l

крi

раз

зар

крi

k

н

гс ср

раз

LII

L l L

L .

i

k

н

гс ср

зар

В приведённых выше выражениях:

LII

– критическая длина доставки для 2-го участка i-го хода

крi

комбайна в камере, м;

43

Lгс ср – длина горловины или стартовой выработки по средней линии, м. При зарубке перпендикулярно выемочному штреку

Lгс ср	lн , а при зарубке под углом к выемочному штреку значение
Lгс ср	определяется графически, но должна быть не менее lн .
Критическая длина (м) доставки для 2-го участка i-го хода ком-
байна в камере определяется как
		v2
	L1кр			q	tp tмп ,
	2		Qк

где v2 – скорректированная скорость движения самоходного вагона на 2-м участке i-го хода комбайна в камере, м/мин; q – скорректи-

рованная грузоподъемность самоходного вагона, т. Скорректированная скорость (м/мин) движения самоходного ва-

гона на 2-м участке:

v2 kv v2 ,

где v2 – скорость движения самоходного вагона по технической ха-

рактеристике при длине доставки более 25 м, м/мин:

• для самоходного вагона 5ВС-15М при движении вагона по выработке сечением до 10 м2 v2 = 130 м/мин., сечением более 10 м2

v2 = 140 м/мин.;

• для самоходного вагона ВС-30 v2 = 150 м/мин. Скорректированная грузоподъемность самоходного вагона:

q kq qt т,

где kq – поправочный коэффициент на угол наклона камеры (определяется по табл. 3); qT – техническая производительность самоходного вагона: для самоходного вагона 5ВС-15М qT = 12,5 т, для ВС-30 qT = 30 т.

Т а б л и ц а 3

Угол наклона камеры	–15	–10	–5	0	+5	+10	+15
kq	0,77	0,88	0,97	1,01	1,02	1,03	1,05

44

Продолжительность отработки 2-го участка i-го хода комбайна в камере:

T2i		Sxi axi По / aио LIIi		q	kсрi	t
							рп	мин,
		q	Qk

где kсрi – коэффициент, учитывающий не совмещенное с работой комбайна время загрузки вагона при отработке i-го хода комбайна в камере; tрп – продолжительность загрузки самоходного вагона, мин.:

для самоходных вагонов 5ВС-5М и ВС-30 при загрузке из бункераперегружателя БП-14А tрп = 1,0 мин.

Коэффициент kсрi , учитывающий не совмещенное с работой комбайна время загрузки вагона, рассчитывается так:

•

при

LI

l

раз

L

и LII

L

L

L

l

крi

зар

крi

k

н

гс ср

раз

kсрi

0,5;

•

при

LI

l

L

и LII

L

L

L

l

крi

раз

зар

крi

k

н

гс ср

раз

L

l

L

l

LI

k

k

н

гс ср

раз

крi

;

срi

2 LIIкрi LIкрi

•

при

LI

l

L

и LII

L

L

L

l

крi

раз

зар

крi

k

н

гс ср

раз

l LII

2 LI

L

k

раз

крi

крi

зар

;

срi

2 LIIкрi

LIкрi

•

при

LI

l

L

и LII

L

L

L

l

крi

раз

зар

крi

k

н

гс ср

раз

k

2

lраз

LIкрi Lk

Lн

Lгс ср

.

срi

2 LIIкрi

LIкрi

Длина и продолжительность отработки 3-го участка i-го хода комбайна в камере определяются выражениями:

•

при

LII

L

L

L

l

LIII 0 и T

0 м;

крi

k

н

гс ср

раз

i

3 i

•

при

LII

L

L

L

l

LIII L

L

L

l

LII

м;

крi

k

н

гс ср

раз

i

k

н

гс ср

раз

крi

45

	III		I	III
T	Sxi axi По /aио Li		2 Lкрi	Li	t		t		t	мин.
						р		мп
3 i	q		v2							рп

2.4. Пример типового задания

Определим оптимальную длину очистной камеры при отработке пласта Красный II комбайновым способом в рудниках Верхнекамского месторождения калийных солей при панельно-блоковом способе подготовки шахтного поля (рис. 10) и следующих горногеологических и горнотехнических условиях:

bмб		ак

Lбл Lк

Lк

bмк

Lбл

bп

Рис. 10. Расчетная схема камерной системы разработки при панельно-блоковом способе подготовки шахтного поля

Камерная система разработки пласта Красный II при панельно-

блоковой подготовке. Мощность пласта 4,1 м, объемный вес руды

2,1 т/м3.

Очистные работы осуществляются комбайновым комплексом в составе: комбайн «Урал-20КС» с площадью исполнительного органа 20,1 м2, шириной – 6,3 м и высотой – 3,7 м, бункерперегружатель БП14А, самоходный вагон 5ВС15М.

46

Очистные камеры отрабатываются двумя ходами комбайна по ширине с оставлением междуходового целика шириной 0,7 м и одним слоем по высоте. Зарубка на очистную камеру производится под прямым углом к выемочному штреку. Камеры отрабатываются по восстанию пласта с углом наклона 5˚. Ширина междукамерного целика 15,7 м.

Ширина выемочного штрека 12,6 м. Блоковый конвейерный (он же транспортный) штрек пройден по подстилающей каменной соли. С конвейерного штрека на выемочный пробурены рудоспускные скважины. Каждая скважина обслуживает 6 очистных камер (по 3 на каждом полублоке).

Решение. Расчет среднесуточной производительности комбайнового комплекса Qсут проведем при длинах очистной камеры от 40

до 200 м.

Подробно методику расчета Qсут рассмотрим на примере длины очистной камеры 160 м.

Найдем объем добываемой руды из камеры (т):

					ах		Lк	lн
	Ак	nх	Sx	γ		По
					аио

			а	х гс ср
nх гс	Sгс	γ			По	Lгс ср .
				аио

По условию примера: nx = 2; Sx = 20,1 м2; = 2,1 т/м3; ах = 6,3 м; аио = 6,3 м; По = 0,52 т/м. При отсутствии горловины или стартовой

выработки у камеры lн Lгс ср 0.

Подставив значения величин в формулу, получим:

					ах
	Ак	nх	Sx			По	Lк
					аио

		6,3
2	20,1 2,1		0,52		160	13 340,8 т.
		6,3

Полное время отработки камеры (смен):

Тк = Тз1 + Тз2 + То1 + То2 + Тот1 + Тот2 + Тпер.

47

Продолжительность зарубки на первый и второй ходы камеры с бункером-перегружателем принимаем Тз1 = Тз2 = 1,2 смены.

Продолжительность отгона комбайна после отработки первого и второго хода камеры:

Тот1 = Тот2 = Lк/V0 = 160/115 = 1,39 смен,

где V0 – условная скорость отгона комбайна «Урал 20КС», 115 м/смену. Продолжительность перегона комбайна на новую камеру (смен):

Тпер = Мо/0,3·Тсм·Vм.

По условию примера: межосевое расстояние равно сумме ширины камеры aк (с междуходовым целиком) и ширины междукамер-

ного целика bмк, т.е.: Мо = aк + bмк = (6,3 + 0,7 + 6,3) + 15,7 = 29 м;

Тсм = 7 ч; Vм = 120 м/ч.

Тпер = 29/0,3·7·120 = 0,115 смен.

Время отработки первого хода камеры (смен):

То1 = (Т11 + Т21 + Т31)/β·tсм,

где Т11; Т21; Т31 – продолжительность отработки соответственно 1-го, 2-го и 3-го участков первого хода камеры, мин.; β – сменный коэффициент использования комбайнового комплекса во времени, β = 0,48; tсм – продолжительность смены, tсм = 420 мин.

Найдем длину и продолжительность отработки 1-го участка первого хода камеры. Критическая длина доставки для 1-го участка первого хода комбайна

	v		q				85,36		6,63
LIкр1	1		н	tp	tмп					1 0,3		8,0	м,
	2	Qk1					2		4,455

где v1 – скорректированная скорость движения самоходного вагона 5ВС-15М на 1-м участке,

v1 = kv·v1 = 0,97·88 = 85,36 м/мин,

где kv – поправочный коэффициент, учитывающий угол наклона камеры (определяется по табл. 1, kv = 0,97); Qk1 – cкорректированная производительность комбайна при отработке первого хода комбайна (полным сечением):

48

Qk1 = kα·ksi·Vт = 0,99·1·4,5 = 4,455 т/мин;

где kα – коэффициент, учитывающий угол наклона камеры (определяется по табл. 2, kα = 0,99); ks1 – коэффициент, учитывающий использование площади рабочего органа комбайна при отработке 1-го хода комбайна в камере; ks1 = 1,0); Vт – техническая производительность комбайна «Урал-20КС», Vт = 4,5 т/мин; qн – объем руды, который может разместиться в бункере-перегружателе БП-14А без перемещения его донного конвейера, qн = 6,63 т; tp – продолжительность разгрузки самоходного вагона 5ВС-15М в скважину tp = 1,0 мин.; tмп – продолжительность маневров и пауз при разгрузке самоходного вагона 5ВС-15М при разгрузке руды в скважину tмп = 0,3 мин.

Проверим условие:

LIкр1 lpаз Lзар ,

где lраз – расстояние от устья камеры до места разгрузки самоходного вагона 5ВС-15М (равно сумме половины ширины выемочного штрека 12,6/2 = 6,3м и половины расстояния между рудоспускными скважинами: 3·Мо/2 = 3·29/2 = 43,3 м); lраз = 49,8 м; Lзар = 20 м.

Условие выполняется: 8,03 ≤ 49,8 + 20. Поэтому принимаем:

•длина 1-го участка первого хода камеры L1I 0 м;

•продолжительность отработки 1-го участка первого хода T11 = 0 мин.

Найдем длину и продолжительность отработки 2-го участка

первого хода камеры. Критическая длина доставки для 2-го участка первого хода комбайна в камере:

	v		q				135,8		12,75
LIIкр1	2			tp	tмп						1 0,3		106,1	м,
	2	Qk1					2			4,455

где v2 – скорректированная скорость движения самоходного вагона 5ВС-15М на 2-м участке,

v2 = kv·v2 = 0,97·140 = 135,8 м/мин,

где v2 – скорость движения самоходного вагона 5ВС-15М по технической характеристике при движении по выработке сечением более

49

10 м2, v2 = 140 м/мин.; q – скорректированная грузоподъемность самоходного вагона:

q = kq·qт = 1,02·12,5 = 12,75 т,

где kq – поправочный коэффициент на угол наклона камеры (определяется по табл. 3, kq = 1,02); qT – техническая грузоподъемность самоходного вагона 5ВС-15М, qT = 12,5 т.

Проверим условия: LIкр1 lpаз Lзар и LIIкр1 Lк lн + lраз + Lгс ср.

Условия выполняются: 8,8 ≤ 49,8 + 20 и 106,1 ≤ 160 – 0 + 49,8 + 0.

Найдем длину отработки 2-го участка первого хода камеры:

L1II LIIкр1 lp Lзар 106,1 49,8 20 46,3 м.

Найдем продолжительность отработки 2-го участка первого хода комбайна в камере:

				ax1 По
		Sx1			L1II
Т	21			aио			q	kcp1	t
										рп
				q		Qk1

		20,1 2,1 6,3	0,52		46,3
						12,75
			6,3
								0,81 1	552, 23 мин,
		12,75					4, 455

где

k

LIIкр1 lpаз

2LIкр1 Lзар

106,1 49,8 2 8,0 20

0,81;

cp1

2

LIIкр1 LIкр1

2 106,1 8,0

tрп = 1,0 мин.

Найдем длину и продолжительность отработки 3-го участка

первого хода камеры:

Проверим условие:

LII

L

l

l

L

.

кр1

к

н

раз

гс ср

Условие выполняется: 106,1 ≤ 160 – 0 + 49,8 + 0.

Найдем длину отработки 3-го участка первого хода камеры:

LIII L

LII

l

160 106,1 49,8 103,7 м.

1

к

кр1

pаз

50