Обоснование, выбор и расчет параметров машин и оборудования механизированного комплекса для условий Челябинского угольного бассейна

Министерство образования и науки РФ

ФГОУ ВПО «Северо-восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова»

Горный институт

Кафедра горных машин

Курсовой проект

по теме: Обоснование, выбор и расчет параметров машин и оборудования механизированного комплекса для условий Челябинского угольного бассейна

Выполнил: студент IV курса

группы ГМ-11

Томский Иннокентий Гаевич

Проверил: к.т.н. Апросимова Е.П.

Якутск 2015 г

Содержание:

№	Наименование раздела	стр.
1	Введение	3
2	Задание	4
3	Таблица исходных данных	5
4	Челябинский угольный бассейн. Физические свойства угля	6
5	Выбор очистного комбайна	9
6	Расчет технических параметров комбайна	12
6.1.	Расчетная скорость подачи комбайна	12
6.2.	Расчет расхода мощности на подачу	17
6.3.	Расчет мощности на погрузку	18
6.4.	Расчет мощности на выемку	19
7	Расчет производительности комбайна	20
8	Выбор механизированного комплекса	22
9	Организация работ в лаве и планограмма работ	32
10	Список использованной литературы	35
12	Графическая часть	36

1. Введение

По полученным данным необходимо подобрать очистной комбайн и механизированный комплекс, который будет полностью соответствовать для ведения данных видов работ. Для правильного подбора техники необходимо знать технические характеристики, характеристики угля, и все исходные данные.

3. Таблица исходных данных

№	Наименование	Данные
1	Длина очистного забоя, м.	250
2	Мощность пласта, м.	1,7
3	Угол падения пласта, град.	18
4	Газообильность, м3/т	10/18
5	Сопротивление угля резанию, кН	200
6	Плотность угля	1,4
7	Коэффициент крепости	3,5
8	Хрупкий уголь марок	К,Т
9	Легко обрушающиеся непосредственно кровли	2,4

4. Челябинский угольный бассейн.

Физические свойства угля.

Область распространения залежей угля протягивается с северо-востока на юго-запад на 170 км от реки Течи на севере до реки Уй на юг. Наибольшей ширины (14 км) достигает в районе реки Миасс. На юге ширина угленосной структуры не превышает 1 км. Общая площадь бассейна около 1300 км2. Западная граница его проходит к востоку от Челябинска. Крупные центры угледобычи это города Копейск и Коркино. Впервые уголь к северо-востоку от Челябинска, на правом берегу Миасса, обнаружил в 1832 горный инженер И. И. Редикорцев. Промышленная эксплуатация угля началась в 1907 году. На берегу озера Тугайкуль лесопромышленником И. Ашаниным была заложена первая шахта, названная Екатерининой. В 20–30-е годы XX столетия были проведены поисковые геолого-разведочные работы, в результате которых установлены границы бассейна, выявлены основные угольные пласты: подсчитанные запасы угля на 1 января 1935 составили 1,8 млрд. тонн. Бассейн разделен на геолого-промышленные районы (с севера на юг): Сугоякский, Козыревский, Копейский, Камышинский, Коркинский, Еманжелинский, Кичигинский. Угленосные породы заполняют узкую тектоническую впадину в древнем палеозойском фундаменте. Вся угленосная толща имеет триас-юрский возраст (170–230 млн. лет). В основании ее залегают вулканогенно-осадочные породы т. н. туринской серии, выше лежат угленосные осадки челябинской серии, представляющие собой ритмично перемежающиеся слои, сложенные аргиллитами, алевролитами, песчаниками, конгломератами, пластами угля. Все перечисленные – отложения древних рек, болот, озер. Суммарная мощность угленосных пород около 4000 м. В разрезе толщи насчитывается более 30 промышленных пластов угля. Детальное изучение разреза, его литологии, позволило выделить 4 цикла угленакопления, т. н. свит. Снизу вверх выделяются свиты: калачевская, козыревская, коркинская и сугоякская. Самая продуктивная часть челябинской серии – коркинская свита мощностью до 1250 м. Наиболее мощные угольные пласты (несколько десятков метров) приурочены к нижней части продуктивной толщи. Уникальная угольная залежь – пласт Коркинский мощностью до 200 м – в значительной степени выработана. Центры угленакопления разделены между собой участками с пониженной угленосностью. По мере удаления от центра мощные залежи угля расщепляются. Как правило, пласты угля и вмещающие их осадочные породы усложнены тектоническими трещинами, разломами. Гидрогеологические условия добычи угля несложные. Наиболее водообильны древние породы – известняки, песчаники палеозоя. Сами угленосные породы гораздо менее водообильны, приток подземных вод в шахты, угольные разрезы на глубине до 400 м достигает 50–100 м3/ч, редко 190–230 м3/ч. С глубиной повышаются прочность и плотность пород, уменьшаются их пористость и влажность. В шахтах бассейна выделяется метан. Большинство углей бассейна – бурые, небольшая часть – каменные. Челябинская уголь идет на топливо для тепловых электростанций (Южно-Уральская, Троицкая ГРЭС) и коммунальных служб, на производство генераторного газа для металлургии.

Угли переходные от бурых к каменным с содержанием золы 17—25%, серы — 1%. Геол. запасы составляют 1,6 млрд. т. Местами пласты подходят близко к поверхности, и добыча ведётся открытым способом (Коркино). Ч. у. б. имеет важное значение как крупная топливная база пром. пр-тип Челябинской и др. областей.

По данным курсового проекта в данном месторождении угли марок К и Т , данные обозначения означают: К – коксовые, Т – тощие.

Таблица №1

5.Выбор очистного комбайна

По данным моего курсового проекта Челябинского угольного бассейна, я выбрал очистной комбайн КШ-3М. Так как этот очистной комбайн наиболее подходит по своей технической характеристике. Техническая характеристика приведена на таблице 2.

Очистной комбайн КШ-3М предназначен для механизации выемки угля на пологих и наклонных пластах мощностью 1,8 – 3,3 м с углом падения до 35о по простиранию и до 10о по падению и восстанию при сопротивлению угля резанию до 300 Н/мм.

При углах падения пласта 90 и выше комбайн применяется с предохранительной лебедкой 3ЛП.

Выемка угля комбайном может производится как по челноковой, так и по односторонней схеме с самозарубкой без ниш в комплекте с соответствующим оборудованием обеспечивающим выход подающей части комбайна на штрек.

Добыча угля будет происходить по челноковой схеме с применением предохранительной лебедкой 3ЛП, так как по данным курсового проекта угол падения составляет =18°, а комбайн КШ-3М при углах падения пласта 9° и выше комбайн применяется с предохранительной лебедкой 3ЛП.

Рис.1. Очистной комбайн КШ-3М

Таблица 2

Техническая характеристика комбайна КШ-ЗМ

Исполнительный орган:
диаметр шнека по резцам, мм	1800
пределы регулирования высоты исполнительного органа от опорной поверхности конвейера, мм:
нижний	1800
верхний	3400
опускание исполнительного органа ниже опорной
поверхности конвейера, мм	220
номинальная ширина захвата, мм	500 630
скорость резания, м/с при частоте вращения шнеков
29 мин-1	2,76
Механизм подачи:
тип	Цепной с гидроприводом
максимальная рабочая скорость подачи, м/мин	3,0*
тяговое усилие при максимальной рабочей скорости
подачи, кН	250
максимальное тяговое усилие подачи при срабатывании
предохранительных устройств, кН	320
Электродвигатель:
тип	1ЭДКО5Р
количество	2
номинальная мощность часовая, кВт	145
номинальная мощность длительная, кВт	105
Суммарная номинальная мощность привода комбайна, кВт:
часовая	290
длительная	210
Напряжение силового электрооборудования, В	660
Система орошения, тип	ТКО-СО
Габаритные размеры комбайна, мм:
длина	7750
ширина корпуса	2100
высота по ограждению	2060
высота корпуса в зоне крепи	1650
Расчетная производительность, т/мин	5
Масса, кг:
комбайна	24065
комплекта поставки	36000