В свою очередь, площадь разрушения составляет

где т — мощность пласта, м;

r — глубина захвата, м.

Таким образом, добыча угля в единицу времени зависит от двух регулируемых факторов — глубины захвата и скорости подачи выемочной машины. Так как выемочные комбайны выпускаются с заданной глубиной захвата, производительность их зависит от скорости подачи. Основными факторами, определяющими скорость подачи комбайна, являются: параметры исполнительного органа, установленная мощность двигателя, степень износа инструмента и сопротивляемость угля резанию.

Установлено, что сила резания и подачи, а также мощность, расходуемая на осуществление рабочего процесса, зависят от со­противляемости угля резанию. Если задана сопротивляемость угля резанию, то допускаемая величина скорости подачи машины (по E. 3. Позину):

(3.2)

где n_р — средневзвешенная скорость резания, м/с;

n_{р. р} — число одновременно контактирующих резцов, определяе­мое по схеме набора инструмента на исполнительном ор­гане;

S_ср.Д — средняя допустимая площадь сечения стружки, см².

Значение S_ср.Д определяется по выражению

(3.3)

где А_b — сопротивляемость угля резанию, кгс/см;

Z_ср — среднее значение силы резания, развиваемой двигателем на инструменте исполнительного органа;

(3.4)

Р_уст — мощность, устойчиво развиваемая двигателем в условиях реальной сети, кВт;

h — к. п. д. привода.

Для шнековых, барабанных и дисковых исполнительных органов

 

(3.5)

где n_И — общее число резцов на исполнительном органе;

m_i — часть пласта, вынимаемая отдельным исполнительным орга­ном, м;

Ф_И — диаметр барабана исполнительного органа выемочной ма­шины, м.

Для буровых исполнительных органов

(3.6)

Для вязких углей Донецкого бассейна необходимое усилие ре­зания

а для хрупких углей.

где S_ср — средняя площадь сечения среза, см².

Предельно допустимая сопротивляемость угля резанию, при которой выемочная машина может работать с заданной производи­тельностью (скоростью подачи),

(3.7)

Средневзвешенная скорость резания может определяться по формуле

(3.8)

где n_{р i} — скорость резания i -го исполнительного органа, м/с.

При определении S_ср.Д сопротивляемость угля резанию принята с учетом отжима угля. Если известна сопротивляемость угля реза­нию А в неотжатой зоне, то необходимо ввести коэффициент отжима:

Значения сопротивляемости угля резанию в целике и коэффи­циента отжима угля определяются по формулам, приведенным в табл. 3.2 и 3.3 (по С. M. Липковичу).

При оценке способа разрушения важное значение имеет сорт­ность угля, зависящая от степени измельчения при разрушении. Уменьшение выхода штыба достигается сокращением числа резцов при небольших скоростях подачи, увеличением скорости подачи при постоянной схеме набора резцов, а также увеличением толщины среза путем уменьшения скорости резания. Однако при больших скоростях подачи выход штыба увеличивается в результате заштыбовки исполнительного органа.

Сортность добываемого угля зависит также от конструктивных особенностей исполнительного органа, в частности от ширины за­хвата. Уменьшение захвата машин дает возможность увеличить скорость подачи и тем самым повысить сортность.

В наименьшей степени измельчается уголь при погрузке бара­банными исполнительными органами с вертикальной осью, так как в этом случае приходится поднимать на конвейер только часть угля. При шнековых и буровых исполнительных органах фактиче­ски весь уголь необходимо поднимать на высоту конвейера.

Таким образом, скорость подачи комбайна является важнейшим показателем, определяющим как производительность машины, так и сортность угля.

В табл. 3.4 показано влияние сопротивляемости угля реза­нию на расчетную производительность комбайнов 1К-101; МК-67; 2К-52; КШ-1КГ; 1К-58М.

Таблица 3.2

Марка угля	Сопротивляемость угля резанию в целике, кгс/см	Область применения формулы
А	А= 198,9 - 14,5 т^2 + 2,1 - (4948/ Н) - 0,4 q^2	0,5£ т £2,0 м; 0£ a £24°; 0£ q £ 65 м^3/т; 50 £ Н £ 600 м
	А=176—1,9 a —1,2 q + 0,03 a^2 — 0,000059 Н^2	0,55 £ m £ 1,7 м; 4 £ a £ 70°; 0 £ q £ 40 м^3/т; 70 £ Н £ 850 м
	А=135,8+219,9/ a —0,96 q —16,2 т^2 +0,036 q^2	0,55 £ т £ 2,0 м; 2 £ a £ 42°; 0 £ q £ 55 м^3/т; 40 £ Н £ 700 м
Ж	А=91,3+4,1 a +0,5 q — 0,14 a^2 — 0,000085 Н^2	0,54 £ m £ 1,7 м; 4 £ a £ 70°; 0 £ q < 100 м^3/т; 100 £ Н £ 1000 м
К	A=85,9+43,9 т — 0,073 Н - 23,7 т^2 — 0,0031 а^2 + +0,000081 Н^2	0,54 £ m £ 1,7м; 4 £ a £ 70°; 0 £ q £ 100 м^2/т; 100 £ Н £ 1000 м
Г	А = 354,4 — 37,1 т — 0,82 Н + 0,0089 Н^2	0,55 £ т £2 м; 5 £ a £ 25°; 0£ q £10м^3/т; 100£Н£800 м
Вязкие угли марок Г, Д	А= 167,2 + (29,9/ т) + 16,8 a - 1,74 q — 0.273 Н — 0,77 a^2 + 0,022 q^2 + 0,00023 Н^2	0,5 £ т £ 2,1 м; 4£ a £ 18°; 0£ q £45м^3/т; 50£ Н £700м
ОС	А= 103,7 - 1,12 a - 0,107 Н + 0,017 a^2 - — 0,0019 q^2 +0,00014 H^2	0,45 £ т £ 1,6 м; 3 £ a £ 70°; 0 £ q £ 117 м^3/т; 50 £ Н £ 800м

В таблице приняты следующие обозначения: m — мощность пласта, м; a — угол падения, градус; q — газообильность, м³/т; Н — глубина разработки, м.

 

Таблица 3.3

Марка угля	Коэффициент отжима угля	Область применения формулы
А	kОТ = 0,518—0,0078 a + 0,00158 q —0,00105 Н + 1,07 r + 0,000238 a^2 + 0,00000133 Н^2 — 0,4494 r^2	0,5 £ т £ 1,8 м; 3 £ a £ 22°; 0 £ q £ 55 м^3/т; 120 £ H £ 650 м; 0 £ r £ 1,05 м
Ж, К, Г, ОС, T	kОТ = 0,263 — 0,0087 m + 0,00556 a — 0,000689 q + 0,000197 H + 0,94 r — 0,000276 a^2 — 0,0000003 Н^2 — 0,267 r^2	0,45 £ т £ 2,0 м; 3 £ a £ 31°; 0 £ q £ 116 м^3/т; 70 £ H £ 917 м; 0£ r £ 1,05 м
Вязкие угли марок Г, Д и др.	kОТ = 0,396 + 0,0027 m — 0,001 Н — 0,106 т^2 + +0,000047 q^2 + 0.00000137 Н^2	0,54 £ т < 1,94 м; 4 £ a £ 18°; 0 £ q £ 38,6 м^3/т; 90 £ H £ 740 м; 0£ r £ 0,25 м
kOT = 0,709 + 0,028 a + 0,0123 q — 0,000256 H — 0,0473 т^2 - 0,000029 a^2 – 0,00035 q^2 + +0,00000006 H ^2	0,54 £ т £ 1,94м; 4 £ a £ 18°; 0 £ h £ 38,6 м^3/т; 90 £ H £ 740 м; 0,25 £ r £ 0,45 м
kOT = 0,887 + 0,0104 q — 0,000176 H — - 0,0527 т^2 — 0,00031 q^2	0,45 £ т £ 1,94 м; 4 £ a £ 18°; 0 £ q £ 38,6 м^3/т; 90 £ H £ 740 м; 0,45 £ r £ 0,65 м
kOT = 0,999 — 0,355 т + 0,0162 a + 0,00797 q — -0,00017 H + 0,119 т^2 — 0,000346 a^2 - -0,000234 q^2 + 0,00000007 H^2	0,54 £ т £ 1,94 м; 4 £ a £ 18°; 0 £ q £ 38,6 м^3/т; 90 £ H £ 740 м; 0,65 £ r £ 0,85 м
kOT = 0,952 — 0,184 т + 0,014 a + 0,00336 q — -0,00015 H + 0,0768 т^2 — 0,00028 a^2 — -0,000063 q^2 + 0,00000014 H^2	0,54 £ m £ 1,94 м; 4 £ a £ 18°; 0 £ q £ 38,6 м^3/т; 90 £ H £ 740 м; 0,85 £ r £ 1,05 м
kOT = 1,038 — 0,0022 a - 0,00317 q — -0,000125 H + 0,000088 q^2 + 0,000000195 H^2	0,54 £ т £ 1,94м; 4 £ a £ 18°; 0 £ q £ 38,6 м^3/т; 90 £ H £ 740 м; r ³ 1,05 м

 

Таблица 3.4

Комбайн	Вынимаемая мощность, м	Ширина захвата, м	Расчетная производительность (т/мин) при сопротивляемости резанию А, кгс/см
1К-101	1,0	0,63	3,5	2,2	1,8	1,3
1,0	0,80	3,5	2,5	2,2	1,7
МК-67	1,0	0,80	3,15	3,1	2,7	2,5
2К-52	1,4	0,63	4,5	4,5	3,9	3,5
1,8	0,63	5,2	4,5	3,9	3,5
КШ-1КГ	1,8	0,63	4,8	3,0	2,5	2,1
2,6	0,63	5,1	3,0	2,5	2,1
3,2	0,63	5,1	3,0	2,5	2,1
1К-58М	2,2	0,50	3,8	3,3	2,7	2,4
2,6	0,50	4,4	3,3	2,7	2,4
3,0	0,50	5,1	3,3	2,7	2,4