QjfL

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСКИЙ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ УГОЛЬНОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ

ГИПРОУГЛЕМАШ

Утверждаю

Начальник Главного управления угольного машиностроения

ого наивное¹

Я L

20 мая 1967 г.

V

■В.ХОРИН

МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ВЫЕМОЧНЫХ МАШИН И ОЧИСТНЫХ ЗАБОЕВ И ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ МАШИН И КОМПЛЕКСОВ

(Издание 2-ое_# переработанное)

Директор института Гипроуглемаш Главный инженер    _

Начальник отдела перспективы механизации отраслей и технико-экономических исследований

Я.Прудкин

Руководитель группы методологии и расчетов

И.Ковалев

Москва 1968

- II -

Средняя скорость подачи пожег определяться инструментальным, хровоыехражннм я расчетным методом.

Сущность определения средней скорости подачи внемочннх мамин хрономегражным методом заключается г установлении хрономегражных наблюдений за работой ее в определенных горнореоло-гических условиях и в соответствующей обработке этих наблюдений.

В процессе хронометража необходимо фиксировать каждое включение подачи выемочной машины, а также каждое выключение.

Отрезки времени между включением рабочей скорости подачи и ее выключением составляют чистое машинное гремя основной работы. Путь, пройденный выемочной машиной, является объемом выполненной работы в течение зафиксированного чистого машинного времени и также должен учитываться.

Здесь необходимо иметь в виду, что для получения оптимальных значений скоростей подачи при проведении хровометражных наблюдений обязательно должны проводиться инструментальные замера фактических режимов работы.

Расчетным методом среднюю скорость подачи рекомендуется определять для выемочных машин в зависимости от сопротивляемости угля разрушению (см* Берон А.И., Казанский A.G., Лейбов БЛ., Лозин Е.З. Резание угля. Госгортехиздат, 1962).

Сущность этого метода в удобном виде с некоторыми допущениями, предполагающими работу исполнительных органов в средних условиях и существенно не влияющими на точность расчета, приводятся в статье доктора технических наук А.И.Верона, кандидатов технических наук Е.З.Позина и Е.К.Губенкова Определение технического уровня исполнительных органов угледобывающих комбайнов" (журнал "Уголь" И? 2, 1967).

Согласно этому методу расчет скорости подачи выемочной машины необходимо вести в следующем порядке.

I. Определяется среднее значение силы резания, развиваемое двигателем на инструменте исполнительного органа по формуле

Z

с.р. ~

где Р

Иг

(13)

- к.п.д. привода выемочной машины;

^ез - средневзвешенная скорость резания, м/сек; число одновременно режущих резцов, шт.

(16)

т

-13-

2) Для исполнительных органов на вертикальной оси вращения (барабанных, дисковых, лопастных);

а) в случае, когда диаметр меньше или равен величине захвата.

/7 р.р — Q* 5' Пуст

/

б) в случае, когда диаметр больше величины захвата,

П - п    ^ It ('6"§-)

г’Р    ^У^ст    <2 JT

(19)

(20)

а)

3) Для буровых исполнительных органов: в случае, когда диаметр коронки меньше или равен величине захвата.

/7у.р — П уст

(21)

б) в случае, когда диаметр коронки больше величины захвата, JT-+- 2 otc зСп ^J§y(S~~y—)

п

рр

уст

27Г

(22)

В этих формулах

Я уст - общее число резцов но исполнительном органе, шт;

3    - ширина захвата, м;

барабана (диска, тьца) опережающего,

8,    - диаметр барабана (диска_; шнека) отстающего,

Пра мфед('кен^::ч ычсла од :" V- ржущих резцов следует учитывать, что отстающие элемент;; рабочего органа, как правило, работают в отжато*- или в подработанном массиве, что должно учитываться коэффициентами (см* пример по определению скорости лодэчй комбайна Ш-52)*

Если значения основных параметров опережающего и отстающего элементов рабочего органа имеют существенные различия, то целесообразно при Челноковой схеме работы выемочной машины определять скорость подачи комбайна как при движении сверху вниз, так и при движений снизу вверх и при расчете производительности принимать среднюю скорость подачи.

2. Определяется допустимое среднее сечение среза при работе машины на угле с заданной сопротивляемостью угля резанию* Среднее значение сечения среза определяется шагом резания (расстоянием между соседними линиями резания) и средним заглублением режущего инструмента в массив, которое может быть рас-

считано по эмпирическим формулам (здесь угля ра зрушению, кг/см).

а) при работе на хрупких углях

- сопротивляемость

Sep.доп =

Zc.fi - 0.3    -    25

0,06 ft

сп²-;

(23)

б) при работе на вязких углях

Sср. Зоп “

Zf'P -0.3^ - 25 0,095 А

сп*

(24)

Приведенные выше формулы справедливы при определении среднего значения сечения среза для условий Донецкого бассейна.

Ниже приводятся формулы для определения этого параметра также и по другим бассейнам.

Бассейны

Марка

угля

'Формула определения среднего” ! значения сечения среза

1-гт—-

(ДЛЯ вязких углей{для хрупких ;    |    углей

Донецкий

Печорский

1,И,К,0С,Т

Г,Д,ПА,А

Г

Z'-r °«³^ - ⁷

0,095/7 2*р- 0.5 ft-2.5 0,095/? __ Z’cfi - Q.S'rf 0,095ft

Zcp-0.5ft - 7 0,06/ gy-0.3/_-25 0,06/?

Zc.p ~ 0.5ft. 0,06ft

Карагандинский Г,К

Кизеловский Г,ЛС

Zc.p- 0.3/-_I3 Zc.o-0.5ft -13 0,095ft!    0,06    ft

Zc.p - Q.5/T Zc.p - Q^ft 0,095ft    0,06ft

3* Определяется скорость подачи при работе машины с допускаемым средним сечением среза при заданной сопротивляемости

угля разрушению

\г ₌ Iit^d^:.^^pp-5o _м/мин. ₍₂₅₎

“ ю⁴ • S-m

Величина рабочей скорости подачи, определенная по приведенным выше формулам, показывает возможности, заложенные в выемочной машине по мощности привода и по параметрам исполнительного органа,однако здесь не учитываются возможности

- 15 -

подающей части. Необходимо иметь в виду, что полученная скорость подачи не может быть выше максимальной скорости подачи по технической характеристике.

Не учитывается фактический вылет резца, который также может являться ограничением, С целью исключения дополнительного дробления толщина среза должна быть меньше вылета резца над резцедержательным элементом. Это условие для комбайнов с барабанным исполнительным органом может быть изложено в виде

ft —1,8 Smkc** (2,5-г 2,7) • Sep ,(26)

где £    - вылет резца, см;

t~    - шаг резания, см;

& макс,- максимальное сечение среза, сь£;

Sep - среднее сечение среза, определенное по формулам (23), (24), см^.

Для комбайнов с цепным и буровым рабочим органом

/т^(1,8 - 2,0)■ Sep    (27)

Необходимо проверить также рассчитанное значение !/£ по транспортирующей способности исполнительного органа. Возможные скорости подачи широкозахватных выемочных машин по транспортирующей способности баровых цепных исполнительных органов даны ниже.

-----Y"    "г "    Г"........ ■    -    ...--

|Ско- ;Диапазон|Возможная скорость подачи,м/мин при раз-

Комбайв iрость;измене- Ввернутой длине врубовой щели, ы_

1реза-{вия ско-j

[НИЯ, {рОСТИ    |р з

iм/секiподачи, \ *

\    ’|М/МИВ    ]

2,7

3,1

!    !

3,5 !3,9    !4,3

I    1    ’

I    I

4,7

I

5,1 !5,5

"Донбасс-Г¹ 2Д4 0,27--1,08

Л ГД-2    2,46    0-2,1

"Кировец" 1,96 0-0,97

0,99    0,87    0,78 0,710,65    -    -

1,55    1,32    1,16    1,02    -    ~    -    -

1,03    0,9    0,8    0,72 0,65 0,59    0,55    ОД

Ниже приводится номограмма для определения по условиям транспортирующей способности нижнего шнека оптимальных скоростей подачи комбайна 1К-52ш в зависимости от скорости резания

\Г_кр

- 18 -

где tc.p

tL

-    нормативное время на снятие распора секции, мин;

-    нормативное время на установление распора секции, мин;

£/г    -    время на передвижку одной секции, ыин/секц*;

tnep ~ время на перемещение рабочего очистного забоя от одной секции до другой, мин.

t_n =*    -    мин/секи,.,    ₍₃₁₎

где Q. - производительность насосной станции, м³/мин;

tГ_п „- объем полости цилиндра гидродомкрата передвижки секции, заполнение которой необходимо для передвижки секции ва полный шаг, ы³; к - коэффициент, учитывающий утечки масла в системе и другие факторы, снижающие производительность насосной станции.

При работе струга типа УСБ значение ~tg_Cfi будет равно

где

to -

^ ОСИ

а* -±£-

-tp +

мин/поз. м

сзг)

здесь

L

1Гс £о

г

время движения струга вдоль лавы, которое может быть подсчитано по формуле -Л Л

£>    мин ,    133)

-    длина лавы, оборудованной стругом, м;

-    скорость движения струга вдоль лавы, м/нин;

-    нормативное время ва переключение струга,мин;

-    средняя величина одной стружки (полезный захват струга) с учетом изменения производительности струга при ходе вверх и вниз, м.

При раооте агрегата фронтального типа норматив времени ва выполнение основной операции по выенке определяется по формуле

t

ОСИ

L.

Vk

мин/nos. м ,

(34)

где    -    средняя    скорость    подачи    агрегата    на    забой,    н/мив.

В лавах, оборудованных агрегатами и стругами, значение ~Ьдсн определяется в минутах на погонный метр подвигания лавы,

- 19 -

поэтому в формулах U), ^3) и {h) выпадают в числителе ё -величина захвата выемочной машины, а в знаменателе Lm - длина лавы машинная и Гм - затраты времени на подготовку лавы к выполнению следующего цикла.

Формула (I) пршленительно к агрегатам фронтального типа принимает вид;

^ tneop    L    гп/мин ^

Расчет теоретической производительности стругов производится по формуле (I).

Формулы (2), (3) и (4) применительно к агрегатам и стругам принимают следующий вид:

(Г-Таз-Т,n)-L

At

m

f! ('tocH+'tScnJ ^ (Т-ТП.З -T« ~Tm.n)- L-n,-f (i'ocH + ±6си)

QJ — g ft- (t~ Tn, -Tnt.r,~Тн ~T_n) l, ft7 .]f~

теки

f ,    (36)

tv/vacf

Гм

9.

теки'

m /час (37)

^L ОСИ

m/cym.

(38)

где    -    величина    передвижки    кранбалки    или    сокращения

перегружателя, м*

Суммарный норматив времени на выполнение вспомогательных операций состоит из отдельных нормативов на неперекрываемые операции.

К таким операциям относятся:

-    осмотр и замена резцов;

-    растягивание и натягивание каната, перестановка упорной стойки;

-    проработка и расштыбовка бара и грузчика;

-    уборка упавших на машину угля и породы;

-    постановка распорной (откосной) стойки (согласно правилам безопасности ставится после остановки комбайна);

-    подтягивание и оттягивание кабеля и шланга орошения в процессе работы, подвеска кабеля;

t

зуд • ±3 ■

5 • k -ъ ■

где

-21 -

При раооте комбайнов типа КЦТ, работающих " в лоб уступа"* формула для определения суммарного норматива времени на выполнение вспомогательных операций принимает вид:

~t fieri ~~    tfif ^/иин//7ог.м _t (42)

здесь    =    tj    '    ’JT'Z'~t~ tomo мин/г)Оё.п_}{^Ъ)

где ?    -    норматив    расхода    зубков,    шт/т;

'toms- время на отгон комбайна от груди забоя для

замены зубков на коронках или подгон его к забою после замены зубков, мин/йохчм.

Затраты времени на отгон комбайна от груди забоя или подгон его определяются по формуле

у- — ~jf    мин/пог.п,    (44)

от в    £

где <€    -    расстояние, на которое производится отгон ком

байна для замены зубков, м;

\Г - скорость подачи комбайна, м/мин;

- отрезок лавы, после выемки которого производится замена зубков, ы*

Значение может быть определено из выражения

Л

/Ч

(45)

где /2 - количество зубков, устанавливаемых в коронках комбайна, шт.

Здесь предполагается, что все зубки изнашиваются равномерно* Подставив определенное по формуле (45) значение в формулу (44), получим

г -e-z-t-h-r

t

от г

IT-

п.

\Г- п.

£46)

z-6-h-p Подставляя значение Г_oms ^в Ф°Р^кУ^лУ (43)

-iszS = t₃ -6 А -<Г- z + ^г'^£'^г

получим

S-A-f

г>п.

am

Г* п

пин/поз, п(4?)

Тн -

м -

J.

LacH~

^ 5сп“

т„ -

L-

М

- 7 -

Техническая производительность комплекса иди комплекта оборудования очистного рассчитывается по формуле

л _ С ~Г~ 7~п.з ~Тм ~~Тт. п )'5-т- f~

/{(t'otH + tlcn + ZL.)

т/час, (3)

где

Т/77,/7- суммарный норматив времени на неперекрываемые

технологические перерывы, продолжительность которых не зависит от объема работ по выемке угля (ожидание взрывных работ в нишах и оутовых штреках или по верхней пачке и земнику), мин/см; средние затраты времени на устранение несовмещенных отказов в работе машин и механизмов комплекса; или комплекта оборудования очистного забоя, вызывающих остановку работ по выемке угля,ыия/сы; норматив времени на выполнение основной операции по выемке угля с учетом сдерживающих факторов (например, с учетом отставания крепления)^шн/пог^

Тн -

t

ОСИ

В формуле (3) Тм бУДет иметь более широкое значение, чем Т_мъ формуле (2). Сюда может относиться несовместимая часть затрат времени по переноске (передвижке; конвейера или по управлению кровлей, если эти работы не перекрываются работами по подготовке выемочной машины к выполнению следующего цикла, т.е. у-^f __ у- ,

*&    ^J м    ^L /

где и - несовмещенная часть затрат времени по процессам, не учитываемая в

'Эксплуатационная производительность рассчитывается для всего комплекса или комплекта оборудования очистного забоя и участка (если на участке имеется один очистной забой).

При ее расчете учитываются конкретные условия применения комплекса (комплекта) оборудования очистного забоя, а также все горнотехнические факторы с учетом их возможного изменения.

Уровень эксплуатационной производительности зависит не только от состава комплекта или комплекса оборудования очистного забоя, но и от оборудования участка (способ обмена вагонеток, наличие автоматизированного погрузочного пункта и др*), а также от способа транспортирования угля (прерывный или непрерывный транспорт, наличие аккумулирующих устройств,емкость вагонеток и др.)

(5)

/

- 9 -

где ~Г^! - время работы выемочной машины в течение суток

(машинное время при включенной скорости подачи).

^Q? ’^L” '    мин/сут.    (6)

L ■ /-/77'/

В лавах, оборудованных агрегатами или струговыми установками, чистое время работы по выемке определяется по формуле

Тп = -~^э ' ^toCH мин/cym.,    (7)

L-rn-f

j/ - допустимая по газовому фактору производительность ^ выемочной машины, т/мин.

По инструкции эта величина определяется по формуле

I —    0,6    ■    1Г-^ ■ d_---m/мин.    (8)

^/ n^nfC(!-ⁿ)b*^chJ^Jm

Знаменатель этой формулы выражает относительную метано-обильность, обусловленную метановыделевием из разрабатываемо-го пласта и из выработанного пространства в призабойное пространство лавы и в штрек, проветриваемый последовательно с учетом естественной дегазации пласта в зоне выемки (см. "Временную инструкцию по расчету количества воздуха, необходимого для проветривания угольных шахт”). Обозначив знаменатель формулы (8) символом О , получим

I _ o_t 6 -\П S ’ Ж_ м/мин у

/ я

где \Г - допустимая Пб скорость движения воздуха по лазе,м/сек; d - допустимая концетрация метана в исходящей струе лавы, проц.;

S - площадь сечения пространства лавы, свободного для прохождения воздуха, у/.

Подставляя значение Ь в формулу (5), получаем

0,6 \T S-d-T'

/?=

%

m/cym.

(Ю)

- 10 -

охсвда

i-

i "

о.б '\T-S' А-T' A

0.6.» -S- 1-T' /f

m³/t

ИЛИ

h³/t .

(П)

(Ila)

Здесь необходимо иметь в виду, что в последнее время на зарубежных шахтах имеется опыт увеличения скорости проветривания до 6 м/сек* Фактическая скорость воздушной струи и на некоторых шахтах нашей промышленности выше 4 м/сек.

Найденное по формуле (На) значение ^ показывает, при какой максимальной метавоооильности лавы может быть достигнута полученная по формуле (4-) расчетная эксплуатационная производительность комплекса оборудования.

Если в конкретном случае имеем метанообильность лавы большую, чем ее допустимый предел, найденный по формуле (II), необходимо при внедрении данного комплекса в данных горвогео-логических условиях осуществлять дегазацию пласта.

В зависимости от способа дегазации и других условий газоносность при дегазации может быть уменьшена в угольных пластах на 50 %, а в антрацитовых - на 30.

Значение и структура принятых в формулах компонентов, а также способы их расчета зависят от состава комплекса (комплекта) оборудования очистного забоя, а также от горногеологических и горнотехнических факторов.

Норматив времени на выполнение основной операции по выемке угля ( ~t$cH ) рассчитывается по формуле

71 леи =■ —мин/поа. м .

Гр

В случае многокомбайновой выемки

(12)

t осн —

к

п• \г_р

мин/по в. м ₉

(12а)

где /? - количество одновременно работающих комбайнов, шт;

!( - коэффициент, учитывающий недостаточную синхронность в работе выемочных машин.