Розрахунок продуктивності прохідницького комбайну

2.     Розрахунок продуктивності прохідницького комбайну.

 

Продуктивність прохідницького комбайна визначається або об'ємом вийнятої гірської маси, або просуванням забою в одиницю часу.

Розрізняють теоретичну, технічну та експлуатаційну продуктивності.
Під теоретичної розуміється максимально можлива продуктивність в одиницю часу при безперервній роботі.

Технічна продуктивність - це максимально можлива середньогодинна продуктивність комбайна з урахуванням затрат часу на продуктивні операції, пов'язані з особливостями конструкції комбайна та схемою роботи.
Експлуатаційна продуктивність комбайна визначається з технічної з урахуванням часу на організаційно-технічні перерви.

Комбайни вибіркової дії мають можливість здійснювати окрему виїмку вугілля та породи, що досить ефективно, але внаслідок великої різниці у їх потужності, виробність комбайна необхідно визначити з урахуванням різниці за формулою:

Q_мех = 60 · m · В · V_ппср · _ср ·K_мех , т/м³ (1)

 

де m – параметр виймаємого пласта вугілля або породи, визначаємий за

формулою:

m = d_k  2 ,м (2)

 

d_k – діаметр коронки виконавчого органу, м;

В – величина заглиблення у масив вибою виробки, м;

V_ппср – середня швидкість поперекової подачі виконавчого органу,

визначається за формулою:

 

V_ппср = , м/хв. (3)

де S_пр – переріз відкотного штреку у прохідці, м²;

V_вуг – можлива швидкість поперекового пересування виконавчого

органу по вугіллю, м/с;

V_пор – те ж по породі, м/с;

S_вуг –переріз вугільного вибою у прохідці, м²;

S_п – переріз породного вибою у прохідці, м²;

_ср – середня об’ємна маса вугілля та породи, визначається за формулою:

 

_ср = , т/м³ (4)

де _вуг - об’ємна маса вугілля, т/м³;

_п - об’ємна маса породи, т/м³;

K_мех – технічний коефіцієнт безперервності роботи комбайна,

визначаємий за формулою:

 

K_тех = (5)

де К_н – коефіцієнт надійності комбайна;

Т_пр – час простоїв комбайна, пов’язаний з його конструкцією, хв.;

L_во – шлях, пройдений виконавчим органом за робочий цикл, м;

L_во - м (6)

 

де d_к – діаметр конічної коронки, м;

Н_в – висота виробки у прохідці, м.

Але, визначаючи виробність комбайна, нас у першу чергу хвилюють його експлуатаційні можливості, які можна з’ясувати за допомогою коефіцієнта безперервності роботи:

 

k_е = (7)

 

де Т_оп – час простоїв з організаційно-технічних причин, хв.

 

Т_оп = 1,5 · L_во ,хв. (8)

 

Експлуатаційна продуктивність складе:

 

Q_е = k_е · 60 · m · B · V_ппср · _ср , м³/х. (9)

 

П_е = , м³/ч (10)

 

Прохідницькі комбайни забезпечують високу продуктивність і можливість роботи в різних гірничо-геологічних умовах по породах з коефіцієнтом міцності 5-8, але разом з тим вони мають і недоліки: складність конструкції, неврівноваженість виконавчого органу в комбайнів циклічної дії, трудомісткість заміни інструменту у комбайнів бурового типу. Крім того, прохідницькі комбайни не можуть проходити вироблення з кутом нахилу більше ± 10-12°.

У зв'язку зі сказаним, важливим напрямком удосконалення комбайнів є створення виконавчого органу для руйнування порід середньої і вище середньої міцності. При цьому необхідно:

-         створення комбайнів з підвищеними напірними зусиллями на забій, з

підвищеною продуктивністю, великим зносостійкістю інструменту автоматичного керування комбайном;

- підвищення маневреності комбайна і забезпечення вільного доступу до забою обслуговуючого персоналу;
- забезпечення ремонтопридатності і зниження трудомісткості монтажу, демонтажу;

- вдосконалення засобів пилопригничення.

 

3.     Розрахунок продуктивності навантажувальних машин

 

Теоретична продуктивність ковшових навантажувальних машин визначається геометричною місткістю ковша й теоретичною тривалістю робочого циклу:

Q = 60·V_к / Т_ц = n_ц·V_к , м³/хв (1)

 

де Т_ц – теоретична тривалість циклу, с;

V_к – геометрична місткість ковша, м³;

n_ц = 60/Т_ц – теоретична кількість рівних циклів у хвилину.

Тривалість одного робочого циклу для машин із пневмоприводом становить 8 - 10 с, для електричного приводу становить 10 -12 с.

Технічна продуктивність Qт визначається по формулі:

 

Q_т = Q · k_з · k_n · k_p , м³/хв(2)

 

де, k_з – 0,62…1,05 - коефіцієнт заповнення ковша;

k_n – 0,92…1,1 – коефіцієнт, що враховує виміри часу

циклу в реальних умовах;

k_p- 0,92…0,96 – коефіцієнт додаткового розпушення гірської

маси в ковші.

Експлуатаційна продуктивність визначається обсягом зануреної гірської маси в одиницю часу роботи із циклом всіх видів простоїв, можливих при роботі машини:

Q_э = , м³ / год(3)

де - V_n = l_ц·S· ŋ_в · k_р , м³ (4)

 

l_ц – розрахункове просування вироблення за один цикл, м;

S – площа перетину вироблення в проходці, м³;

ŋ_в – коефіцієнт, що враховує збільшення перетину вироблення

проти проектного;

k_р – коефіцієнт розпушення гірської маси;

t_ц = t_заг + t_м – загальна тривалість циклу, хв;

t_м – маневрові роботи, сек.

Час на завантаження однієї вагонетки

 

t_ваг = · Т_ц , сек(5)

 

На підставі розрахунку для підвищення продуктивності гірничопрохідницьких робіт приймається породонавантажувальна машина, яка відрізняється більшою експлуатаційною продуктивністю і дозволить підвищити ефективність навантажувальних робіт. Рекомендується привести її технічну характеристику.

 

 

Питання для самоконтролю

 

1. Дайте визначення поняттю «Продуктивність прохідницького комбайну».

2. Дайте визначення поняттю «Технічна продуктивність».

3. Дайте визначення поняттю «Теоретична продуктивність».

4. Дайте визначення поняттю «Експлуатаційна продуктивність»

5. Як класифікуються гірничопрохідницькі комбайни ?

6. Як класифікують навантажувальні машини ?

7. Які комбайни мають недолік – велику масу та вартість ?

8. Які комбайни обробляють вибій послідовно шарами або заходками ?

9. Які будуть темпи проведення виробки у місяць при роботі комбайна з експлуатаційною виробністю 0, 6 , якщо він працюватиме 25 діб, по3 зміни на добу, по 6 годин на зміну ?