POLITECHNIKA ŚLĄSKA W GLIWICACH WYDZIAŁ GÓRNICTWA I GEOLOGII PROJEKT Z PRZEDMIOTU MASZYNY I SYSTEMY MECHANIZACYJE Temat: Projekt układu mechanizacyjnego wyrobiska ścianowego eksploatowanego z zawałem stropu. AUTOR: RAFAŁ HADAM TOBHP sem. IV Gr. 1 s. 2 1
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
POLITECHNIKA ŚLĄSKA W GLIWICACHWYDZIAŁ GÓRNICTWA I GEOLOGII
PROJEKT Z PRZEDMIOTUMASZYNY I SYSTEMY MECHANIZACYJE
Temat: Projekt układu mechanizacyjnego wyrobiska ścianowego eksploatowanego z zawałem stropu.
AUTOR:RAFAŁ HADAM
TOBHP sem. IV Gr. 1 s. 2
GLIWICE, ROK AKADEMICKI: 2011/2012Dane do projektu:
1
Głębokość eksploatacji G = 900 mMiąższość pokładu (wysokość ściany) h = 1,8 mDługość ściany D = 230 mUpad pokładu (nachylenie podłużne ściany) α = 15˚Wskaźnik zwięzłości węgla w pokładzie f = 1,3Wytrzymałość laboratoryjna na ściskanie skał stropu bezpośredniego RCLB = 54 MPa Wytrzymałość laboratoryjna na ściskanie skał stropu zasadniczego RCLZ = 34 MPaWytrzymałość laboratoryjna na ściskanie skał spągowych RSL = 45 MPaWysokość warstwy stropu bezpośredniego hB = 1,7*hKategoria zagrożenia metanowego kM = IGęstość węgla ρw = 1,1 t/m3
1. Ogólna charakterystyka węgla w pokładzie oraz skał otaczających wyrobisko ścianowe
Na podstawie wskaźnika zwięzłości węgla w pokładzie f= 1, 3 możemy odczytać z tabeli charakterystyki rodzaj węgla mianowicie w badanym pokładzie znajduje się węgiel mało i średnio zwięzły. Jego wytrzymałość laboratoryjna na ściskanie węgla w pokładzie (RCW) to 25.0 do 35.0MPa (średnio 30,0MPa). Jest to węgiel średnio urabialny.
Na podstawie wytrzymałości laboratoryjnej na ściskanie skał stropu bezpośredniego (RCLB – 54MPa), uzyskujemy z tabeli dane: skały stropu to łupki piaszczyste (mułowce) lub piaskowce średnio uławicone. Ich zwięzłość f = 2.1 do 3.0, rodzaj stropu: C
Na podstawie wytrzymałości laboratoryjnej na ściskanie skał stropu zasadniczego (RCLZ – 34MPa), otrzymujemy z tabeli iż skały stropu łupki ilaste, średnio uławicone. Ich zwięzłość f = 1.3 do 2.0, rodzaj stropu: B.
Na podstawie wytrzymałości laboratoryjnej na ściskanie skał spągowych (RSL–45MPa) określamy rodzaj skały spągu: to łupki piaszczyste (mułowce) lub piaskowce, średnio uławicone. Ich zwięzłość f =2.1 do 3.0, klasa spągu IV, rodzaj spągu to bardzo zwięzły.
2. Dobór maszyny urabiającej i technologii pracy
Obliczamy średnicę organu urabiającego:
D=23∙ h=2
3∙1,8=1,2[m ]
Maszyna urabiająca:Kombajn ścianowy KGS-410/2BP Ze względu na wysokość ściany (1,8 m) oraz I kategorii zagrożenia metanowego, jako technologię pracy kombajnu przyjmuje się urabianie jednostronne.Ze względu na większy skok przesuwu obudowy 850 mm należy zamówić u producenta kombajn z większym zabiorem.
2
3
4
5
Obliczamy czas pracy kombajnu ścianowego:
T c1=(l−lk )( 1V z
+1V p
)+T p
Gdzie:l – długość ścianylk – długość kombajnu ścianowegoVz – prędkość posuwu kombajnu poruszającego się po upadzie – 5 m/minVp – prędkość posuwu kombajnu poruszającego się po wzniosie – 12 m/minTp – czas operacji przygotowawczo – zakończeniowych – ok. 30 min
T c1=(230−10,546 )(15+ 1
12 )+30=92,17[min]
Efektywny czas pracy kombajnu:
T e=X ∙T k
Gdzie:X – współczynnik czasu dyspozycyjnego ok. 0,7Tk – czas pracy kombajnu na dobę – 18 godzin
Mając na uwadze wysokość ściany, jej podłużne nachylenie oraz zabiór kombajnu dobrano obudowę TAGOR-12/31-POz.
6
7
8
Obliczanie wytrzymałości skał stropowych na ściskanie:
RC=hb ∙ RCLB+(3h−hb) ∙RCLZ
3h
Gdzie:hb – wysokość warstwy stropu bezpośredniegoRCLB – wytrzymałość laboratoryjna na ściskanie skał stropu bezpośredniegoRCLZ – wytrzymałość laboratoryjna na ściskanie skal stropu zasadniczego
Obliczenie średniej podporności obudowy zmechanizowanej dla 3 kolejnych sekcji:
P z=i ∙ nk ∙nw ∙ Pn
3b∙[ (1−n0)(d02−d01)
1
( 0,0035ncz
+0,008) ∙ z śr
+1,25+2 ∙nm∙ n0]
Gdzie:i – ilość podpór hydraulicznych w obudowienk – współczynnik redukcyjny występujący w przypadku odchylenia stojakanw – współczynnik przenoszenia podporności obudowy na strop wyrobiskaPn – podpornosć nominalna stojaka obudowyb – podziałka obudowy zmechanizowanej no – stosunek podporności wstępnej do nominalnejncz – wskaźnik pracy obudowynm – zawilgocenie skał - 1zśr – średnia wartość zaciskania wyrobiska do2 – do1 = z
9
nk=cosβ=cos31°=0,857
nw=1−0,4 e−7e−0,5lw
=1−0,4e−7e−0,5 ∙4,25
=0,83
lw – rozpiętość obudowanego stropu
lw=l s+∆s+z=3047+350+850=4,25[m ]
n0=Pw
Pn
=0,7581,5
=0,52 [MN ]
Pw – podporność wstępna pojedynczego stojaka w zestawiePn – podporność nominalna pojedynczego stojaka w zestawie
ncz=nFd ∙ N z
RCS
=1 ∙1,731,5
=0,05
nFd – bezwymiarowy współczynnik nierównomierności nacisku obudowy - 1Nz – nacisk jednostkowy obudowy na spąg Rcs – wytrzymałość skał spągowych na jednoosiowe ściskanie
RCS=RSL∙ aS=45 ∙0,70=31,5[MPa]
RSL – wytrzymałość laboratoryjna na ściskanie skal spągowych as – współczynnik modyfikacji skał spągowych
aS=aw 1 ∙ as2 ∙ nD=1 ∙1∙0,70=0,70
aw1 – współczynnik podebrania przez eksploatację – 1as2 – współczynnik osłabienia spągu – 1nD – współczynnik wpływu długości ściany
nD=1
0,02 ∙ D+0,5+0,5= 1
0,02 ∙230+0,5+0,5=0,70
Z śr=Z g
2=124
2=62[mmm ]
Zg=20 (k s ∙ Rc)0,5=20(0,85 ∙45,3)0,5=124[ mm
m]
P z=2∙0,857 ∙0,83 ∙1,5
4,5∙[ (1−0,52 ) (0,85 )
1
( 0,00350,05
+0,008)∙62+1,25
+2 ∙1∙0,52]=0,62
10
Obliczenie wytrzymałości pokładu węgla:
RZ=aw ∙Rw
Rw – laboratoryjna wytrzymałość węgla na ściskanie w pokładzie