Тема: Определение и расчет параметров систем разработки.
Показатели:
- Мощность пласта, м – 4,0
- Угол падения, град. – 10
- Кровля пласта, средней устойчивости
- Мощность непосредственной кровли, м – 4,0
- Объемный вес пород (плотность) непосредственной кровли, т/м3 – 2,1
- Продолжительность рабочей смены, мин – 360
- Сопротивление угля резанию, А1, кН/см – 1,8
- Относительная метанообильность пласта, qзотн, м3/т – 8
- Система разработки – длинные столбы
- Плотность (объемный вес) угля, т/м3 – 1,29
- Крепость пород по шкале проф. М.М. Протодьяконова – 3
- Длина выемочного столба – 2800 м
- Число рабочих дней в месяце – 30
- Месячная скорость проходки, штреков, м/мес – 300
Расчёт нагрузки на лаву.
При проектировании комплексно-механизированных лав на очистной забой определяется по производительности очистного комбайна:
\[Q_k = T \cdot n \cdot K_m \cdot P_{уст} \cdot \frac{1}{60 \cdot H_w}\]
где:
- \(Q_k\) – нагрузка на очистной забой по производительности комбайна, т/сут; (10000)
- \(T\) – продолжительность рабочей смены, мин; (360)
- \(n\) – число добычных смен в сутки; (10)
- \(K_m\) – коэффициент машинного времени, принимается по таблице 1, исходя из мощности пласта и сопротивления угля резанию (0,68);
- \(P_{уст}\) – устойчивая мощность электродвигателей кВт;
- \(H_w\) – энергоёмкость процесса разрушения угля, кВт, рассчитывается по формулам, (0,9 * Рдл.)
- \(P_{дл}\) = 400-200-250
Нагрузку на очистной забой по газовому фактору можно определить по формуле:
\[Q_г = \frac{Q_{зотн} \cdot K_г}{q_{зотн}}\]
где:
- \(Q_г\) – нагрузка на очистной забой по газовому фактору, т/сут;
- \(Q_{зотн}\) – абсолютная метанообильность очистного забоя, м3/мин;
- \(K_г\) – коэффициент, учитывающий неравномерность газовыделения (обычно принимается 1,2-1,5);
- \(q_{зотн}\) – относительная метанообильность пласта, м3/т (дано 8 м3/т).
Расчет энергоемкости процесса разрушения угля \(H_w\):
Дано \(P_{дл}\) = 400-200-250. Предположим, что это значения мощности для разных режимов или частей комбайна. Для расчета \(H_w\) используется формула \(0,9 \cdot P_{дл}\). Если \(P_{дл}\) – это общая мощность, то возьмем максимальное значение.
Пусть \(P_{дл}\) = 400 кВт.
\[H_w = 0,9 \cdot P_{дл} = 0,9 \cdot 400 \text{ кВт} = 360 \text{ кВт}\]
Расчет устойчивой мощности электродвигателей \(P_{уст}\):
В условии задачи \(P_{уст}\) указана как устойчивая мощность электродвигателей кВт, но её значение не дано. Для дальнейших расчетов примем, что \(P_{уст}\) – это мощность, которая используется в формуле для \(Q_k\). Если \(P_{дл}\) – это мощность двигателя, то \(P_{уст}\) может быть равна \(P_{дл}\) или быть её частью.
Предположим, что \(P_{уст}\) = 400 кВт (как максимальное значение из \(P_{дл}\)).
Расчет нагрузки на очистной забой по производительности комбайна \(Q_k\):
Используем формулу:
\[Q_k = T \cdot n \cdot K_m \cdot P_{уст} \cdot \frac{1}{60 \cdot H_w}\]
Подставляем известные значения:
- \(T\) = 360 мин
- \(n\) = 10 смен
- \(K_m\) = 0,68
- \(P_{уст}\) = 400 кВт
- \(H_w\) = 360 кВт
\[Q_k = 360 \cdot 10 \cdot 0,68 \cdot 400 \cdot \frac{1}{60 \cdot 360}\]
\[Q_k = 3600 \cdot 0,68 \cdot 400 \cdot \frac{1}{21600}\]
\[Q_k = 979200 \cdot \frac{1}{21600}\]
\[Q_k = \frac{979200}{21600}\]
\[Q_k = 45,33 \text{ т/сут}\]
В условии задачи указано, что \(Q_k\) = 10000 т/сут. Это означает, что либо приведенные значения \(T, n, K_m, P_{уст}, H_w\) не соответствуют этой производительности, либо 10000 т/сут является целевым значением, к которому нужно стремиться, а не результатом расчета с данными параметрами. Если 10000 т/сут – это заданная производительность, то расчет выше показывает, что с данными параметрами она не достигается.
Расчет нагрузки на очистной забой по газовому фактору \(Q_г\):
Для расчета \(Q_г\) нам не хватает значения абсолютной метанообильности очистного забоя \(Q_{зотн}\) и коэффициента \(K_г\). В условии дано только относительная метанообильность пласта \(q_{зотн}\) = 8 м3/т.
Если бы были даны эти значения, расчет выглядел бы так:
Предположим, что \(Q_{зотн}\) = 50 м3/мин (это примерное значение, которое нужно получить из других расчетов или таблиц) и \(K_г\) = 1,3.
\[Q_г = \frac{Q_{зотн} \cdot K_г}{q_{зотн}}\]
\[Q_г = \frac{50 \text{ м}^3/\text{мин} \cdot 1,3}{8 \text{ м}^3/\text{т}}\]
\[Q_г = \frac{65}{8}\]
\[Q_г = 8,125 \text{ т/мин}\]
Чтобы перевести в т/сут, нужно умножить на количество минут в смене и количество смен:
\[Q_г = 8,125 \text{ т/мин} \cdot 360 \text{ мин/смена} \cdot 10 \text{ смен/сут}\]
\[Q_г = 29250 \text{ т/смена} \cdot 10 \text{ смен/сут}\]
\[Q_г = 292500 \text{ т/сут}\]
Это очень большое значение, что указывает на то, что \(Q_{зотн}\) и \(K_г\) должны быть определены более точно из других данных или таблиц, которые не представлены в задаче. Обычно \(Q_г\) сравнивается с \(Q_k\), и выбирается меньшее значение, чтобы обеспечить безопасность по газовому фактору.
Вывод:
На основе предоставленных данных, расчет нагрузки на очистной забой по производительности комбайна \(Q_k\) составил 45,33 т/сут. Это значительно отличается от указанного в скобках значения 10000 т/сут, что может указывать на то, что 10000 т/сут является целевой производительностью, а не результатом расчета с текущими параметрами.
Для расчета нагрузки на очистной забой по газовому фактору \(Q_г\) не хватает данных по абсолютной метанообильности очистного забоя \(Q_{зотн}\) и коэффициенту \(K_г\).