2.5.2. Проверка крепи  по допустимой  скорости воздушной  струи

    На  пластах с относительной газообильностью  более 10 м³/т необходимо сделать проверку возможности принятого типа крепи обеспечить необходимое по условиям проветривания проходное сечение рабочего пространства лавы. Порядок выполнения указанных проверочных расчетов приводится в последующих разделах.

    После выбора требуемого типоразмера механизированной крепи необходимо в первую очередь провести ее проверку по фактору проветривания. Для этого необходимо сопоставить фактическую площадь сечения рабочего пространства данной крепи S_ф (см. табл. 3) с полученным расчетным путем S_р. При этом должно соблюдаться следующее условие:

     ,      (2.17)

     ,    (2.18)

где    М - мощность пласта, м; r - ширина захвата комбайна, м;

- плотность угля, т/м³;

- коэффициент естественной дегазации пласта, ( =0,65-0,75);

q_сн4 - относительная газообильность пласта, м³/т; дается в исходной геологической характеристике пласта;

- максимально допустимая скорость движения воздуха в очистном забое ( не более 4м/с);

a - допустимая концентрация метана в исходящей струе (a =1 %);

- коэффициент, учитывающий движение  воздуха по выработанному пространству ( = 1,1 - 1,5);

- возможная скорость подачи комбайна, м/мин;

2.5.3. Выбор типа выемочного  комбайна и забойного  конвейера.

    В технической характеристике любого механизированного комплекса указывается один-два типа комбайнов, которые могут работать с данной крепью. Поэтому задача выбора типа комбайна сводится к анализу соответствия конструкции и параметров этих комбайнов условиям применения их на данном пласте. Если указанная в комплекте выбранного механизированного комплекса выемочная машина по каким-то ограничивающим факторам, например, наличию твердых минерализованных включений в пласте и др. не обеспечивает эффективную работу в данных условиях, нужно выбирать другой тип механизированной крепи или вообще отказаться от их применения. Если пласт содержит более 5% твердых минерализованных включений или очень твердых прослойков породы, мощность которых требует селективной (раздельной) выемки, а также весьма волнистую почву, применение комбайновой выемки, а следовательно, и самих механизированных крепей, исключается, и необходимо искать другие решения для их разработки.

    Ширина  захвата исполнительного органа комбайна принимается: 0,8 м - на тонких пластах; 0,63 м - на пластах мощностью более 2,5 м. На особенно газоносных пластах допускается ширина захвата 0,5 м. При отработке пластов, опасных по внезапным выбросам угля и газа, выемочный комбайн должен иметь уменьшенную ширину захвата.

    Технические характеристики очистных комбайнов  для пологих и наклонных пластов приведены в таблица 2.2.

  Таблица 2.2.- Техническая характеристика очистных комбайнов

    Тип забойного конвейера обычно регламентируется в состав комплекта оборудования принятого механизированного комплекс (табл. 2.3). Применяются одноцепные (СПЦ151, СПЦ162, СПЦ261, СПЦ271) и двухцепные (СП87ПМ, СП202М, СП202В1М, СП301, СП87ПМ, СП202М, СП202Б1М) конвейеры.  
 

    2.5.4. Определение длины  очистного забоя,

    проверка  по фактору проветривания

    Длина очистного забоя является одним  из основных параметров системы разработки, влияющих на технико-экономические показатели работы не только выемочного участка, но и всей шахты.

    Длина очистных забоев, оборудованных механизированных комплексами, определяется в основном их конструктивными параметрами и строительной длиной поставляемого заводом изготовителем механизированного комплекса (табл. 3). Однако во многих случаях оптимальная длина, зависящая от конкретных условий, условий, не всегда совпадает с длиной комплексов в поставке.

    В ряде случаев целесообразно удлинить (реже сократить) механизированный комплекс на 10-20%. Это достигается путем установки дополнительных секций вплоть до применения в длинном забое спаренного комплекса.

    Ориентировочно длину очистного забоя при односторонней выемке можно определить по формуле:

     ,         (2.19)

где  - продолжительность смены, мин (360 мин);

- время на подготовительно-заключительные операции (15-25мин);

- время на выполнение концевых операций (30-35 мин);

- количество циклов в смену (1-2, реже 3 цикла);

- коэффициент готовности комбайна (0,85 -0,93);

- возможная скорость подачи комбайна в зависимости от энергозатрат на разрушение угля, м/мин;

- маневровая скорость комбайна, м/мин; в расчетах принимать 5-6 м/мин; t_з - время на замену одного зубка, мин (0,6 - 0,85мин);

F - площадь торца вынимаемой полосы, м²; (F = М • г);

Z - расход зубков на 1 м³ отбитого угля, шт/м³ (0,05 - 0,15 шт/м³), увеличивается с ростом крепости и вязкости угля и наличия породных прослойков в пласте);

  t_в - удельные затраты времени на вспомогательные операции, мин. на 1 м длины забоя (0,03-0,06 мин/м).

    Если  комбайн работает по челноковой схеме, и замену зубков производят в конце каждой полосы одновременно с концевыми операциями, то длина очистного забоя определяется

     ,  (2.20)

    Значения  входящих в формулу величин те же, что при определении длины забоя при односторонней работе комбайна.

    Длина очистного забоя должна быть проверена  по газовому фактору:

     ,  (2.21)

где - площадь сечения забоя при минимальной ширине призабойного пространства, м² (см. табл. 3);

  - допустимая по ПБ скорость движения воздуха по лаве (для механизированных комплексов - 4 м/с, при наличии специального разрешения - до 6 м/с);

d - допустимая по ПБ концентрация метана в исходящей струе (при обособленном проветривании не более 1 %);

- коэффициент, учитывающий движение части воздуха по выработанному пространству (при управлении кровлей полным обрушением принимается равным 1,1 - 1,5);

- число циклов в сутки;

  - коэффициент естественной дегазации пласта в период отсутствия работ по выемке угля (0,65 - 0,75);

q_сн4 - относительное газовыделение пласта, м³ на 1т суточной добычи (принимается по данным шахт).

    Если  при разработке высокогазоносных пластов  производится их дегазация или газоотсос метановоздушной смеси из выработанного пространства, то в знаменатель формулы (17) дополнительно вводится коэффициент d = 0,6 - 0,7.

    2.5.5. Горнотехнические  показатели по  очистному забою  и выемочному участку

    После определения длины комплексно-механизированного  очистного забоя рассчитывается суточная нагрузка на забой с учетом горнотехнических факторов (скорости подачи комбайна)

     ,    (2.22)

где - нормативная суточная нагрузка на очистной забой, т/сут;

    - количество угля с одного цикла, т;

     Т - время работы в очистном забое за сутки, мин;

    - время, затрачиваемое на цикл, мин.

     ,   (2.23)

где с - коэффициент извлечения угля из забоя (0,97 - 0,98).

     ,   (2.24)

где - продолжительность добычной смены, мин (360 или 420 мин);

- продолжительность подготовительно - заключительных операций в смену (принимать 15-20 мин/см);

- количество смен по добыче угля в сутки.

     ,  (2.25)

где - принятая машинная длина лавы (без ниш), м;

- рабочая скорость подачи комбайна, м/мин;

- скорость холостого хода комбайна (5-6 м/мин);

- суммарное время на вспомогательные операции цикла, отнесенные к 1м длины лавы (0,15 - 0,3 мин/м);

- коэффициент, учитывающий норматив времени на отдых (1,15-1,18);

- коэффициент, учитывающий затраты времени на концевые операции ( = 1,15 -1,2).

    Рабочая скорость подачи комбайна, м/мин, определяется по энергозатратам на выемку угля с учетом сопротивляемости угля резанию и других технических факторов

        (2.26)

где - устойчивая мощность двигателей комбайна, кВт, в расчетах можно принимать = (0,75 – 0,9) • , где - мощность двигателя комбайна (табл. 5);

- удельные энергозатраты на выемку 1 т угля, кВт.ч/т, в диапазоне сопротивляемости угля резанию А = (80-300) кН/м можно определять по выражению

     ,  (2.27)

          При этом следует  принимать А = (120-130)• , где - коэффициент крепости угля по проф. М.М. Протодьяконову.

    Полученную  расчетным путем  необходимо скорректировать со скоростью передвижки крепи и при £ принять = _.

    При линейном расположении секций и последовательной их передвижке и ручном дистанционном управлении из-под соседней секции (этот способ наиболее распространен) скорость крепления очистного забоя составляет