Проектирование рациональной схемы подземного транспорта угольной шахты

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Реферат

В данном курсовом проекте: 31 страниц, 7 рисунков, 3 таблиц, приложение 1.

Рассматривается проектирование рациональной схемы подземного транспорта угольной шахты.

Цель работы: закрепить знания, полученные студентами при изучении курса “Шахтный транспорт”. В процессе выполнения курсового проекта студент должен научиться проектировать рациональную схему подземного транспорта угольной шахты, рассчитать основные и вспомогательные грузопотоки, а также выбрать и обосновать рациональное оборудование.

Курсовой проект выполняется под руководством преподавателя, который выдаёт задание, направляет и контролирует самостоятельную работу студента.

Ключевые слова: основной грузопоток, вспомогательный грузопоток, конвейер, электровоз, канатная откатка.



Содержание

Реферат

Введение

1. Расчет грузопотоков

1.1 Грузопотоки из очистных забоев

1.2 Грузопотоки из подготовительных забоев

1.3 Расчет вспомогательных грузопотоков

1.4 Перевозка людей

2. Выбор и обоснование средств для транспортирования полезного ископаемого

2.1 Выбор конвейера по приемной способности

2.2 Выбор конвейера по допустимой технической производительности и длине

3. Расчет ленточного конвейера

4. Выбор и обоснование средств вспомогательного транспорта

4.1 Расчет канатной откатки

4.2 Расчет электровозной откатки

5. Транспорт на погрузочных и обменных пунктах

5.1 Погрузочный пункт в очистном забое

5.2 Погрузочный пункт в проходческом забое

5.3 Перегрузочные устройства для конвейерных линий

5.4 Обмен вагонеток на приемных площадках уклона

6. Транспорт в околоствольном дворе

7. Основные мероприятия по технике безопасности на транспорте

Список литературы



Введение

Шахта разрабатывает один пласт мощностью 1,84 метра, прочность угля f=1,05…1,5, плотность угля в целике г_ц=1,5 т/м³, насыпная плотность г=0,85 т/м³, угол падения пласта 14?, суточная добыча лавы 3250 т/сут, длина разрабатываемых очистных забоев 200 м. Шахта относится к III категории по газу. Размер шахтного поля 3х5,8 км, способ вскрытия - вертикальными столбами, способ подготовки - панельный. Система разработки - сплошная.

В проекте разрабатывается схема транспорта от двух лав и двух подготовительных забоев до околоствольного двора. В соответствии с условиями залегания в очистных забоях принимается для работы комплекс в состав которого входят: комбайн 1ГШ-68, механизированная крепь 3КД90Т, скребковый конвейер СП250. Схема работы комбайна - челноковая, сменная производительность А_см=1083 т/см.

В проходческих забоях применяются комбайны 4ПП2М, которыми проводятся 2 конвейерных штрека. Сечение выработки 11,6 м², средняя плотность горной массы в целике г=2 т/м³, подвигание забоя за смену 2,86 м.

Работа на шахте выполняется в 4 смены, I - ремонтная, II, III, IV - добычные, продолжительностью 6 часов.



1. Расчет грузопотоков

1.1 Грузопотоки из очистных забоев

Для обоснования выбора конвейерного транспорта необходимо определить следующие качественные характеристики грузопотоков:

а_(n) - средний минутный грузопоток за время поступления угля от очистного забоя на конвейер, т/мин;

а_(мах)n - максимальный минутный грузопоток, который поступает от очистного забоя на конвейер в период достижения добывающей машиной максимально допустимой в очистном забое скорости подачи.

Исходные данные по 1 южной и северной лавам

тип выемочной машины - 1ГШ-68;

тип забойного конвейера - СП250

L_оз=200 м - длина очистного забоя;

m=1,84 м - мощность пласта, м;

А_см=1083 т/см - сменный объем добычи;

Т_см - продолжительность добычной смены, Т_см=6 часов.

n_см=3 - число добычных смен в сутки;

b=0,63 - ширина захвата добычной машины;

N=1,82 - количество циклов в смену, цикл/смену;

г_ц= 1,35 т/м³ - плотность угля в целике.

Средний минутный грузопоток.

а_(n) = т/мин

где

k_n-коэффициент времени поступления от одного очистного забоя на транспортную систему;

k_n=

t_в - время выемки угля комбайном 1ГШ-68, t_в=250 мин.

Для 1 южной и северной лавы

k₁= k₂=,

а₍₁₎= а₍₂₎=

Максимальный минутный грузопоток:

a'_max=m?b?V_max?д₁?ш_n?г_ц, т/мин - при прямом ходе;

a''_max=m?b?V_max?д₁?(1-ш_n)?г_ц, т/мин - при обратном ходе;

где

v_max= v'_max - максимальная скорость подачи комбайна при прямом и при обратном ходе, м/мин;

ш_n - коэффициент погрузки (ш_n = 1 при прямом ходе и ш_n =0 при обратном ходе);

д₁ и д₂ - расчетные коэффициенты

v_к =60 м/мин скорость движения цепи скребкового конвейера

Так как условия для двух лав одинаковые, то

a'_max=1,84?0,63?3,2?0,95?1,35=4,75 т/мин;

a''_max=1,84?0,63?3,2?1,06?1,35=5,31 т/мин;

В качестве максимального минутного грузопотока принимаем a''_max=5,31 т/мин;

Таким образом для 1 южной и северной лавы средние и максимальные минутные грузопотоки а₍₁₎= а₍₂₎=4,33 т/мин; a _(max)1= a _(max)2=5,31т/мин.

Значение максимального суммарного грузопотока из нескольких очистных забоев

a_(max)?=?a_(n)+n_у ?,

где

у - среднеквадратичное отклонение а_1(n) за время поступления из любого очистного забоя;

n_у =2,4 - параметр, учитывающий совместимость поступления грузопотоков (см. табл. 3.1. источник 1)

у₁=у₂==

Значение минутного суммарного грузопотока из нескольких очистных забоев:

a_(n)?=?a_(n)=4,33+4,33=8,66 т/мин

1.2 Грузопотоки из подготовительных забоев

Среднее значение грузопотоков за машинное время из подготовительного забоя при комбайновой проходке определяется по формуле:

u_n=, т/мин,

где

S - сечение выработки вчерне, S=11,6 м²;

L_п - среднесменный темп проходки, L_п=(1,2…1,3)L_з;

L_з - среднесменный темп подвигания очистного забоя L_з=2,29 м;

L_п= 1,25·2,29=2,86 м;

t_р - время работы комбайна, t_р=4,2 часа;

u₁=u₂=

Грузопоток угля из подготовительных забоев

u_n= т/мин;

где

B - ширина выработки В=4,96 м;

u₃=u₄= т/мин;

При поступлении на конвейер грузопотока от двух подготовительных забоев значение суммарного грузопотока угля определяется по формуле:

u_n?=z·?u_n=0,95·(0,21+0,21)=0,399 т/мин



Сменный грузопоток из подготовительного забоя:

u_см1=u_см2=m·B·L_н· г_ц=1,84·4,94·2,86·2=66 т/см

Общий сменный грузопоток из подготовительного забоя составляет 66 т/см.

Схема поступления грузопотоков на сборную транспортную систему показана на рис 1.

Рис 1. Схема поступления грузопотоков на транспортную схему

1.3 Расчет вспомогательных грузопотоков

Исходя из данных таблицы 12.1. источника [1] принимаем следующие расчетные коэффициенты для расчета вспомогательных грузопотоков:

- для подготовительного забоя 0,062;

- для очистного забоя 0,0125.

Значит вспомогательный грузопоток:

- из очистного забоя А_д.о.=1083·0,0125=13,4 т/см,

- из подготовительного забоя А_д.п=66·0,062=4,1 т/см

Общий вспомогательных грузопоток А_д= А_д.п+ А_д.о.=2·13,4+4,1·2=34,6 т/см.

1.4 Перевозка людей

Пассажирские перевозки принимаются укрупнено по фактическому размещению рабочих. Для расчета пассажирских перевозок выбирается наиболее нагруженная смена - ремонтная. В ремонтную смену в каждом очистном забое работает 29 человек, в подготовительном -- 19.

Общий объем пассажирских перевозок составляет:

u_пас=2·19+2·29=96 чел/см

Рассчитанные грузопотоки занесем в таблицу 1.

Таблица 1.

Название выработки	Средний минутный грузопоток аn(un), т/мин	Максимальный минутный грузопоток a(max)? т/мин	Сменный грузопоток Асм, т/см	Грузопоток вспомогательных материалов uдоп, т/см	Пассажирский грузопоток uпас, чел/см
Конвейерный штрек 1 сев лавы панели 1	4,33	5,31	1083	13,4	29
Вентиляционный штрек 1 сев лавы панели 1	-	-	-
Конвейерный штрек 1 юж лавы панели 1	4,33	5,31	1083	13,4	29
Вентиляционный штрек 1 юж лавы панели 1	-	-	-
Конвейерный штрек 1 сев лавы панели 1 (проходка)	0,21	-	66	4,1	19
Конвейерный штрек 1 юж лавы панели 1 (проходка)	0,21	-	66	4,1	19
Бремсберг панели 1	9,08	10,08	2298	34,6	96
Главный магистральный штрек панели 1	9,08	10,08	2298	34,6	96



2. Выбор и обоснование средств для транспортирования полезного ископаемого

Для транспортирования полезного ископаемого по пласту от забоя к бункеру бремсберга панели 1 принимается полная конвейеризация. От бункера бремсберга панели 1 до бункера скипового ствола принимается электровозную откатку. Уголь после отделения от массива попадает на скребковый конвейер в лаве, далее на перегружатель ПТК- 1 конвейерного штрека, откуда уголь поступает на участковый телескопический конвейер, по которому транспортируется уголь из подготовительного забоя. Участковые конвейеры передают уголь на конвейер бремсберга панели 1. Затем уголь попадает в бункер бремсберга панели 1, из бункера уголь транспортируется вагонетками к бункеру скипового ствола.

2.1 Выбор конвейера по приемной способности

Исходные данные для определения максимального минутного грузопотока, который поступает на конвейер q_1(max):

a(n), a(max)n - характеристики минутного и максимального грузопотока, который поступает из любого очистного забоя на конвейер, т/мин;

u_n - минутный грузопоток из подготовительного забоя, т/мин

При загрузке конвейера из одного очистного забоя, одного подготовительного забоя или предшествующего конвейера:

q_(max)=a_(max)n, или q_(max)=u_n.

При загрузке конвейера из нескольких очистных забоев и подготовительного забоя:

q_(max)= a_(max)?+ u_n?

Обязательным требованием правильного выбора конвейера является соблюдение условия:

Q_{к.пр. ?.}

По значению Q_к.пр принимают параметры конвейера: ширину и скорость ленты.

Согласно рисунка 1 значения максимального грузопотока и приёмной способности составляют:

q_(max)= a_(max)1= a_(max)2=5,31 т/мин - при загрузке конвейера из одного очистного забоя

q_(max)=u₁=u₂=0,21т/мин - при загрузке конвейера из одного подготовительного забоя

q_(max)= a_(max)1+ a_(max)2+ u₁+ u₂=5,31+5,31+0,21+0,21=11,04 т/мин - при загрузке конвейера из нескольких очистных забоев и подготовительных забоев.

- для конвейерного штрека 1 южной и 1 северной лавы:

q_(max)= a_(max)1= a_(max)2=5,31 т/мин

Q_к.пр.?==6,25 м³/мин

- для проходческих забоев 1 южного и 1 северного конвейерного штрека:

q_(max)=u₁=u₂=0,21т/мин

Q_к.пр.?==0,24 м³/мин



- для бремсберга панели 1

q_(max)=a^1-2_max+u_n=10,08+0,399=10,479 т/мин

Q_к.пр?==12,33 м³/мин

На основании Q_к.пр и угла наклона выработки выбираем скорость v и ширину В конвейерной ленты (см. табл. 2)

Таблица 2

Выработка	q(max), т/мин	Qк.пр	v, м/с	В, мм
Конвейерные штреки 1 сев и 1 юж лавы панели 1	5,31	6,25	1,6	800
Конвейерные штреки 1 сев и 1 юж лавы панели 1 подготовительного заобя	0,21	0,24	1,6	800
Бремсберг панели 1	10,479	12,33	2,5	1000

2.2 Выбор конвейера по допустимой технической производительности и длине

Выбор конвейеров для конвейерных штреков

Длина штрека L=1450 м, угол наклона в=0?. Уголь поступает из одного очистного забоя и одного подготовительного забоя. Схема поступления грузопотока дана на рис 2.

Рис 2. Схема поступления грузопотоков на конвейер



Расчетная эксплуатационная производительность определяется по формуле:

Q_1(max)=a_1(max)+u₁

Принимаем 2 конвейера длиной 700 и 750 м.

Q_э1=

По таблице (см. приложение 1 таблица 1П.3 источник [1])

K_t(L)===1,23.

t_к1= K=1,15;

t_к2= K=1,21;

t_к3= K=1,15;

Q_э1=60·0,21=12,6 т/ч

Q_э2=60·(4,33·1,15+0,21)=347 т/ч

Q_э3==302 т/ч

Q_э4=60·(4,33·1,15+0,21)=311 т/ч

Принимаем на основании расчетных данных принимаем конвейер 2ЛТ80 длинной 750 и 700 м. данный конвейер поставляется в комплекте с перегружателем ПТК-1 длинной 50 м, v=1,6 м/с. Установленная мощность привода конвейера N_y=110 кВт, приемная способность Q_к.пр.=6,5 м³/мин.

График зависимости длины транспортирования от эксплуатационной производительности и угла наклона дан на рис 3.



Рис 3. Зависимость длины транспортирования от эксплуатационной производительности и угла наклона выработки для конвейера 2ЛТ80

Выбор конвейеров для бремсберга

Длина штрека L=1600 м, угол наклона в=14?. Уголь поступает из двух очистных забоев и двух подготовительных забоев. Схема поступления грузопотока дана на рис 4.

.

Рис 4. Схема поступления грузопотоков на конвейер

Расчетная эксплуатационная производительность определяется по формуле:

Q_1(max)=a_1(max)+u₁

Принимаем 2 конвейера длинной по 800 м.

Q _э1=

По таблице (см. приложение 1 таблица 1П.3 источник [1])

K_t(L)===1,23.

t_к1= K=1,15;

Q_э1= Q_э2=60·(8,66·1,15+0,399)=719 т/ч

Принимаем на основании расчетных данных принимаем конвейеры 2Л100У длинной по 800 м. Скорость движения ленты v=2,5 м/с. Установленная мощность привода конвейера N_y=220 кВт, приемная способность Q_к.пр.=16,8 м³/мин.

График зависимости длины транспортирования от эксплуатационной производительности и угла наклона дан на рис 5.

Рис 5. Зависимость длины транспортирования от эксплуатационной производительности и угла наклона выработки для конвейера 2Л100У.

Сводные результаты выбора конвейеров приведены в таблице 3.



Таблица 3

Выработка	Тип конвейера	Ширина ленты, мм	Скорость движения ленты, м/с	Эксплуатационная производительность Qэ, т/ч	Мощность привода N, кВт	Длина конвейера L, м	Угол установки в, град
Конвейерные штреки 1 сев и 1 юж лавы панели 1	2ЛТ80 2ЛТ80	800 800	1,6 1,6	302 311	110 110	750 700	0 0
Бремсберг панели 1	2Л100У 2Л100У	1000 1000	2,5 2,5	719 719	220 220	800 800	14 14



3. Расчет ленточного конвейера

Для расчета выбираем наиболее нагруженный конвейер 2Л100У, расположенный на бремсберге панели 1(таблица 3)

Исходные данные для расчета:

Q_э - эксплуатационная производительность, Q_э=719 т/ч;

L - длина транспортирования, L=800 м,

в - средний угол наклона выработки, в=14?;

N_y - установленная мощность двигателей, N_y=660 кВт.

Погонная масса груза на ленте конвейера:

q== кг/м

Погонный вес роликоопор:

- груженной ветви

q'_p==30 ru|v

- порожней ветви

q''_p==8,96 кг/м

где

G'_p, G''_p - масса вращающихся частей роликоопор, при диаметре роликов 127 мм (приложение 2, источник [1])

G'_p=25 кг, G''_p= 21,5 кг.

l'_p, l''_p - расстояние между роликоопорами на груженной и порожней ветви, l'_p=1,2 м, l''_p=2,4 м.

Определим ориентировочно погонный вес ленты по установленной мощности двигателя конвейера:

- максимально возможное тяговое усилие, которое может развить привод конвейера:

W_от=708·=708·=186812 H;

где

N_y - установленная мощность двигателей, N_y=660 кВт.

- максимально возможное натяжение конвейерной ленты:

S_max=W_от;

где

б - угол обхвата приводных барабанов, б = 440? или 7,7 град;

м - коэффициент сцепления ленты с приводным барабаном (огнестойкая обкладка, барабан без футеровки, выработка не примыкает к очистному забою) (см. приложение 2, источник [1]),м=0,25;

e^мб - тяговый фактор, e^мб = 6,86.

По величине S_max выбираем тип конвейерной ленты (см. приложение 2, источник [1])

i·у== 18599 H/см

где

i·у - суммарное разрывное усилие всех прокладок конвейерной ленты, Н/см;

i - число прокладок;

у - разрывное усилие одной прокладки, Н/см;

В - ширина ленты, В = 100 см;

m - запас прочности конвейерной ленты, m = 8,5.

Предварительно принимаем конвейерную ленту ТК-300 с 8 тканевыми прокладками, для которой у = 3000 Н/см, а

i·у= 8·3000=24000 Н/см

Погонная масса выбранной нами ленты составляет q_л =19,5 Н/см (см. приложение 2, источник[1]).

Сопротивление движению груженной и порожней ветви ленты:

W_гр= [(q+ q_л+ q'_p)·щ·cos в+ (q+q_л) ·sinв] ·L_г·g=

= [(79,9+19,5+30)·0,035·0,97+(79,9+19,5) ·0,24]

·800·9,81=[4,39+23,86] 800·9,81=221706 H;

W_пор= [(q_л+ q''_p)·щ·cos в - q_л·sinв]

L_п·g = [(19,5+8,96) ·0,035·0,97 -19,5 0,24] 800·9,81 = [0,966-4,68]

760·9,81=26961 H;

где

L_г, L_п - - длина груженой и порожней ветви ленточного конвейера L_г=800 м, L_п=760 м;

щ - коэффициент сопротивления движению ленты (см. приложение 2, источник[1]), щ = 0,035

Приближенно тяговое усилие на приводе конвейера:

W'_o=(W_гр -W_пор)·k=(221706-26916)·1,3=253227 H;

где

k -коэффициент, учитывающий местные сопротивления движению ленты, k= 1,3.

чд < ¹

' I* ¦л *

Минимально необходимое натяжение ленты в точке ее сбегания с приводного барабана:

?==51855 H;

где

k_т- коэффициент запаса сил сцепления, k_т=1,2.

Минимальное натяжение ленты на груженой ветви по условию допустимого ее провеса:

? 5(q+q_л) ·=5·9,81·(79,9+19,5) ·1,2=5851 H;

Общее тяговое усилие на приводе установки.

Мое

К

И] Т|

Ч

Во избежание проскальзывания конвейерной ленты на приводном барабане должно быть выполнено следующее условие:

S₁?

В нашем примере =51855 H. Примем S₁=52000 H

Ввиду того, что длина участка 1-2 мала по сравнению с длиной конвейера, считаем, что

S₂=S₁=52000 H;

S₃= S₂+W_2-3= S₂+0,05·S₂=1,05· S₂=1,05·52000=54600 Н;

S₄= S₃+W_3-4= S₃+W_пор=54600-26961=27639 Н;

S₅= S₄+W_4-5= S₄+0,05· S₄=1,05· S₄=1,05·27639=29021 Н;

Точка 5 имеет минимальное натяжение ленты на груженой ветви т.к. S₅= 29021 H, и условие отсутствия чрезмерного провеса ленты на груженой ветви S₅ ? выполняется.

S₆=S₅+W_5-6= S₅+W_гр=29021+221706=250727 H;

S₇=S₆+W_6-7=S₆+0,05·S₆=1,05·S₆=1,05·250727=263263 H;

Поскольку длины участков 7-8 и 9-10 малы по сравнению с длиной конвейера, ими пренебрегаем и считаем, что

S₈=S₇=263263 H;

S₁₀=S₉;

S₉=S₈+W_8-9=S₈+0,05·S₈=1,05·S₈=1,05·263263=276427 H;

S₁₀=S₉=276427 H;

Натяжение ленты в точке набегания на приводной барабан

S_нб=S₁₀=276427 H;

Общее тяговое усилие привода:

W_o=S_нб- S_сб+k_пр·(S_нб+S_сб)= 276427-52000+0,04·(276427+52000) =

= 237564 Н;

где

k_пр - коэффициент сопротивления движению ленты на приводном барабане, k_пр=0,04.

Уточняем тип конвейерной ленты.

Действительное максимальное натяжение конвейерной ленты по результатам расчета составляет:



S_{max д}=S₁₀=276427 H;

Требуемое допустимое усилие конвейерной ленты S_д ? S_{max д}.

По таблицам (см. приложение 2, источник [1]) выбираем окончательно В и число тканевых прокладок:

i·у===23496 H;

Окончательно выбираем конвейерную ленту с 8 тканевыми прокладками ТК-300 разрывная прочность которой

S_p== H;

Потребная суммарная мощность двигателей привода ленточного конвейера:

N===605 кВт;

где

k_з - коэффициент запаса мощности, k_з=1,2;

? - КДП привода, ?=0,85.

Установленная мощность двигателей конвейера 2Л100У составляет N_y =660 кВТ. Поскольку N_y > N_п, то конвейер будет нормально работать на длине транспортирования 800 м с эксплуатационной производительностью Q_э=719 т/ч.

Диаграмма натяжения ленты с 8 прокладками ТК-300 конвейера 2Л100У представлена на рис. 6

подземный перевозка уголь люди



Рис. 6. Диаграмма натяжения ленты конвейера.



4. Выбор и обоснование средств вспомогательного транспорта

Транспорт вспомогательных материалов по пласту является по следующей схеме: клетевой ствол - выработки околоствольного двора, главный магистральный штрек панели 1, бремсберг панели 1, участковые выработки.

Для транспортирования по горизонтальным выработкам меняется электровозная откатка. Исходя из того, что шахта является 3 категорией по газу, принимаем аккумуляторный электровоз АМ8Д. Электровозная откатка является наиболее распространенным и продуктивным видом транспорта для вспомогательных материалов. Она имеет следующие преимущества: многофункциональность, достаточно высокая производительность, экономичность, маневренность, возможность раздельного и беспрерывного транспортирования по разветвлённой трассе на неограниченное расстояние. Для транспортирования материалов по наклонным горным выработкам с учетом угла наклона и грузопотока принимается откатка одним концевым канатом. Заезды для откатки- наклонные, в связи с наличием промежуточных горизонтов. Канатная откатка имеет следующие преимущества: возможность использования при больших углах наклона, при волнистом профиле пути, простота устройства, малая стоимость, возможность перевозки, как груза, так и людей, отсутствие пунктов перегрузки. При этом используются однобарабанные подъемные машины Ц1, 6x1,2, Ц3х2,2 и Ц2х1,5.

Поскольку по выработкам пласта электровозная откатка, откатка одним концевым канатом и напочвенная канатная дорога транспортируют только вспомогательные материалы и людей, то в качестве транспортного сосуда для вспомогательных материалов применяем вагонеточные грузовые платформы ПВГ 2,5, а для перевозки людей по горизонтальным выработкам - вагонетки ВГЛ-1,8, по наклонным ВЛ30/15.

На участковых выработках для транспортировки вспомогательных материалов и людей применяем канатную напочвенную дорогу ДКН-1.

Транспортирование людей по пласту осуществляется по следующей схеме: клетьевой ствол выработки околоствольного двора, главный магистральный штрек панели 1, людской ходок панели 1, участковые выработки.

При выборе средств для перевозки людей следует учитывать, что при расстоянии по горизонтальным выработкам более 1000 м или при перепаде высот более 25 м на наклонных выработках необходимо обеспечить механизированную доставку. Исходя из этого, люди от клетьевого ствола передвигаются пешком к главному магистральному штреку панели 1 и по участковым выработкам, а на других выработках принимаем механизированную доставку.

4.1 Расчет канатной откатки

Исходные данные:

Сменный грузопоток, Q_см=34,6 т/ч;

Длина бремсберга L=1600 м;

Грузоподъемность вагонетки ПВГ2,5, G=3,6 т;

Угол наклона =14 град;

Расчетная схема приведена на рис. 7

Рис. 7. Схема откатки одноконцевыми канатами по наклонным заездам

Ввиду малого значения сменного грузопотока он будет перевезен в течении смены, а число откаточных сосудов ограничивается лишь прочностью сцепки.

Проверка величины состава по прочности сцепки:

=5,5=6

где

S_сц - допустимое усилие на сцепку, S_сц=60000 Н;

G_o- масса платформы, G_o=0,66 т;

щ - коэффициент сопротивления движению вагонеток, щ=0,022;

в_max - максимальный угол наклона выработки, в_max=14?;

Число рейсов в смену

n= рейса

К дальнейшему расчету принимаем одинаковое число вагонеток в каждом рейсе z=5.

Погонный вес каната

q_к=,

где

m- запас прочности, для грузового подъема m=6,5;

p_o - приведенный удельный вес проволоки в канате, p_o=90000 H/м³;

у - сопротивление разрыву проволоки, у=1800·10⁶ H/м²;

L_к - длина каната, м

L_к=L+L_кр1+L_кх,

L_кх- длина канатного ходка, м; предварительно принимаем L_кх=30 м (см. табл. 7.3., источник [1])

L_к=1600+30=30=1660 м.

f_k- коэффициент сопротивления движению каната, f_k=0,2;

q_k= H/м

принимаем канат ТЛК-06Ч37 ГОСТ3079-80. Диаметр каната d=27 мм, q_к=26,5 Н/м.

минимальный диаметр барабана

D?60·d=60·27=1620 мм

Проверим условие спуска порожнего состава

F_min?F_доп,

где

F_доп- натяжение каната в точке сматывания барабана, F_доп=2000 Н.

F_min- натяжение каната в конце цепочки канатного состава, Н;

F_min = z·G_o·(sinв-щ·cosв) ·g+q_k·L_k·(sinв-f_k·cosв)=

= 5·660·(0,24+0,022+0,97)·9,81+26,5·1660·(0,24-0,2·0,97)=9106 H;

Условие выполнено.

Мощность двигателя для откатки одним концевым канатом по уклону определяется по наибольшей силе тяги лебедки при подъеме груженного состава.

Натяжение каната

F_max=

Мощность на валу двигателя

N_п= кВт

где

?- КПД редуктора, ?=0,85.

К дальнейшему расчету принимаем N_max=434 кВт.

Определяем необходимую ширину барабана.

Принимаем D=2,5 м.

B=м,

где

L_з- запас каната, L_з=80 м;

n_c - число слоев навивки, n_c=3;

n_т - число витков трения, n_т=3;

n_д - дополниельные витки, учитывающие на незаполняемую часть у реборд, при трехслойной навивке n_д=2,5;

е - зазор между смежными витками, е=2,5 мм.

B==1,72 м

Определяем среднеквадратичную мощность:



N_e=

где

б - коэффициент, учитывающий нагрев двигателя при маневрах, б=1,1;

ф - относительная продолжительность движения

ф=

Т_дв- продолжительность движения при наклонных заездах

Т_дв==706 c;

L_c - длина состава, L_c=z·l_в=5·3,1=15,5 м,

с- коэффициент, учитывающий понижение скорости движение по заездам, с=1,8;

F_ср.п. и F_ср.оп. - средние статические усилия на барабане при спуске и подъеме состава.

F_ср.п. =

F_ср.оп.=

N_ср.п.==375 кВт;

N_ср.оп.==

N_c=1,1

Паспортная мощность двигателя

N_уст?k_м·N_c=1,2·277=332 кВт

где

k_м-коэффициент запаса мощности, k_м=1,2.

По значениями В, D и N_уст принимаем подъемную машину Ц2,5Ч2 и двигатель мощностью 250 кВт

Коэффициент перегрухки двигателя

л=

л==1,74=1,8.

4.2 Расчет электровозной откатки

Для транспортирования основного грузопотока от бункера к околоствольному двору и вспомогательного от околоствольного двора к приемно-отправительной площадке применяется электровозная откатка. Откатка производится аккумуляторными электровозами АМ8Д.

Для определения необходимого количества электровозов выполним тяговый расчет локомотивной откатки.

Основные параметры электровоза АМ8Д.

- Сцепной вес 80 кН;

- Ширина колеи 900 мм;

- Ток:

часовой 125 А;

длительный 50 А;

- Сила тяги:

часовая 11500 Н;

длительная 3300 Н;

- Скорость:

Часовая 7,2 км/ч;

Длительная 12,0 км/ч;

- Тип двигателя ДПТР -12

- Тип батареи 112ТНЖШ-500

- энергоемкость батареи 65 кВт·ч

- Длина 4580 мм;

- Суммарная часовая мощность двигателей - 2Ч12 (кВт).

Исходные данные для расчета:

- Длина откатки 1450 м,

- Сменный грузопоток 2367,2 т/см

- Уклон рельсового пути, ‰

Минимальный 3‰средний 4‰

Максимальный 5‰

Выбор средств транспорта.

Для реконструируемых шахт для перевозки основного грузопотока рекомендуется использовать вагонетки с донной разгрузкой типа ВДК. К дальнейшему расчету примем вагонетки ВДК-2,5-900 со следующими техническими характеристиками:

- длина по буферам 2,9 м

- вместимость кузова - 2,5 м³;

- масса вагонетки - 1,36 т.

1. Определение величины состава поезда

По условию сцепления колес электровоза с рельсами

Максимально допустимый вес поезда при трогании гружёного состава под минимальный уклон по условию сцепления колес с рельсами

Q_гр?, кН;

Q_гр?

где

P- сцепной вес электровоза, Р = 80 кН;

- пусковое сопротивление движению вагонетки (при трогании с места) - принимается в 1,3...1,5 раза больше ходового сопротивления;

щ_гр - удельное сопротивление груженых вагонеток, щ_гр= 8 Н/кН для вагонеток ВДК - 2,5;

=1,4·8=11,2 Н/кН;

а - пусковое ускорение, принимаем а = 0,03 м/с²;

- коэффициент сцепления, =0,2 - с подсыпкой песка на влажные рельсы(см. приложение 4, источник [1]).

Максимально допустимый вес поезда при трогании порожнего состава на максимальный подъем:

Q_пор?

Q_пор?

где

- пусковое сопротивление движению вагонетки (при трогании с места) - принимается в 1,3…1,5 раза больше ходового сопротивления;

щ_пор - удельное сопротивление груженых вагонеток, щ_пор=10 H/кН для вагонеток ВДК -2,5;

=1,4·10=14Н/кН;



По условию торможения электровоза, движущегося под максимальный уклон

Q_пор?

где

а_т - замедление, м/с²

а_т==0,14 м/с²,

v_т - скорость начала торможения, v_т = 3,33 м/с;

l_т - тормозной путь, согласно ПБ l_т = 40 м;

- коэффициент сцепления, = 0,17 - с подсыпкой песка на влажные рельсы(см. приложение 4, источник [1]);

Q_пор?

По мощности тяговых двигателей

Q_пор?

Q_пор==307 кН;

где

Fдл- тяговое усилие в длительном режиме, определяется по технической характеристике локомотива; для АМ8Д Fдл = 3,25кН;

- в большинстве случаев можно считать, что =1.

Из определенных Q_гр и Q_пор выбираем минимальное. В данном случае минимальным будет вес порожнего состава определенный по условию нагрева тяговых двигателей Q_пор=307 кН.

Определяем число вагонеток в составе

n_пор=

где G_o- вес порожней вагонетки, для ВДК -- 2,5 принимаем по её технической характеристике G_o = 13,6кН.

Уточняем вес груженого и порожнего состава по принятому числу вагонеток.

- Вес груженого состава(считаем, что коэффициент заполнения вагонетки равен 1)

Q_гр=n·(G+G_o)=n·(г·V·g+G_o)=22(0,85·2,5·9,81+13,6)=758 кН;

- Вес порожнего состава

Q_пор=n·G_o=22·13,6=299 кН,

2. Проверка тяговых двигателей на нагрев

Поскольку длина откатки превышает 1000м для определения эквивалентного тока используем метод установившихся скоростей.

Определяем силу тяги в установившемся режиме, приходящуюся на один двигатель

F_гр=

F_пор=



где n_дв - число двигателей электровоза, n_дв=2.

Определяем токи и скорости в установившемся режиме работы двигателя ДПТР-12(см- Приложение 5, источник [1]) по его электромеханическим характеристикам.

I_гр и I_пор - ток, потребляемый электровозом при установившемся движении соответственно с грузом и порожняк

I_гр =50 А; I_пор=70А;

v_гр и v_пор - установившуюся скорость движения составов грузовом и порожнем направлении.

v_гр= 14,4 км/ч; v_пор=9,5 км/ч.

Определяем допустимую скорость движения груженого состава под уклон по фактору торможения.

v_{доп. гр.} ?

км/ч.

Согласно полученному результату скорость поезда в грузовом направлении не должна превышать 12,1 км/ч.

Определяем эквивалентный (среднеквадратичный) ток

I_эк=43 А,

где Т_гр и Т_пор - время движения груженого и порожнего составов:



Т_гр=

Т_пор=

Т_дв - длительность рейса:

Т_дв= Т_гр+ Т_пор=10+13=23 мин;

и- продолжительность маневровых работ:

и=и₁+и₂+и₃=10+10+5=25 мин,

и₁ - продолжительность маневров электровоза в околоствольном дворе, и₁=10 мин;

и₂ - продолжительность маневров электровоза в пункте погрузки, и₂=10 мин;

и₃ - продолжительность дополнительных остановок в местах пересечения транспортных магистралей, и₃=5 мин;

б- коэффициент, учитывающий ухудшение охлаждения двигателя во время остановок, а также работу двигателя во время маневров, б= 1,05.

Поскольку условие I_эк ?I_дл выполняется(I_дл = 50 А), двигатель локомотива будет работать без перегрева.

3. Инвентарное число электровозов

N_и=N_p+N_рез=10+2=12 электровозов,

где

N_p - число рабочих электровозов;

N_рез - число резервных электровозов;

N_p= электровозов;



ф- - число возможных рейсов одного электровоза,

рейсов,

Т_о - чистое время работы электровозной откатки в смену, принимаемое на 0,5 часов меньше продолжительности смены;

ф_п - полное число рейсов в смену,

ф_п=ф_пг+ф_л=67+2=69 рейсов;

ф_пг - необходимое число рейсов для вывода груза,

ф_пг==67 рейсов,

-коэффициент неравномерности выдачи груза, =1,3;

- сменный суммарный грузопоток;

R_з - коэффициент заполнения вагонетки, R_з=1;

ф_л - необходимое число рейсов для перевозки людей, ф_л =2 для каждого крыла шахты;

n - количество вагонеток в составе.

Число резервных электровозов принимают:

N_рез= 1 при N_p=3…6.

4. Сменная производительность одного локомотива по вывозке груза:

Q_эл=ф·n·G=7·22·2,1=323 т/см.

5. Расчёт параметров электроснабжения

Энергоёмкость батареи, потребная для работы электровоза в течении смены

A_s=

где

U_p - среднее разрядное напряжение батареи, U_p =129 В.

Требуемое число рабочих батарей на один электровоз в смену:

m_р.б.=

где

А' - энергоёмкость батареи, А' = 65кВт·ч.

Общее число батарей на один электровоз:

m_o=m_р.б.+m_з=1+1=2 батареи,

где

m_з - число батарей под зарядкой, m_з=1.

Общее число батарей

m=m_o·N_и+m_p=2·12+1=25 батарей,

где

m_р- резервное число батарей (1 батарея на 10 работающих).

Инвентарное число зарядных столов

m_з.с.и.= N_и+n_рем=12+4=16 столов,

где

n_рем -дополнительное число зарядных столов для обмена и ремонта батарей (при N_р> 10 n_рем=4).

Удельный расход энергии

А = 5·б[щ_гр+л(щ_пор+щ_гр)-i_ср]=5·1,05[8+0,64(10+8)-4]=81,48 Вт·ч/т·км.

Абсолютный расход энергии

А = а·Q_см·L=81,48·2367,2·2=385759 Вт·ч.



5. Транспорт на погрузочных и обменных пунктах

5.1 Погрузочный пункт в очистном забое

Уголь из лавы скребковым конвейером СП250 доставляется на конвейерный штрек, где установлен конвейер 2ЛТ80. Телескопический конвейер 2ЛТ80 состоит из ленточного конвейера, скребкового перегружателя (на базе скребкового конвейера СП63), шести тележек для размещения электрооборудования забоя и передвижчика. Длина хода натяжного барабана 50 м, на концевой секции ленточного конвейера конструкцией предполагается крепление привода скребкового перегружателя. Хвостовая секция перемещается по необходимости, став наращивается добавлением секций.

5.2 Погрузочный пункт в проходческом забое

Телескопический конвейер 2ЛТ80 предназначен для работы в комплексе с проходческим комбайном, он может удлиняться, хвостовую станцию передвигают вслед за комбайном гидроцилиндрами, которые питаются от маслостанции комбайна. Горная масса от проходки подается на конвейер с помощью ленточного мостового перегружателя, один конец которого шарнирно закреплен на комбайне, а другой - на тележке, которая передвигается по хвостовой части конвейера 2ЛТ80, что позволяет комбайну маневрировать в пределах забоя. Хвостовая станция передвигается по рельсам по мере необходимости. Став конвейера наращивается установкой новых секций. После исчерпания запаса ленты в телескопическом устройстве лента наращивается сразу на длину 90 м.



5.3 Перегрузочные устройства для конвейерных линий

Они должны обеспечивать: уменьшение измельчения угля и износа материала ленты; равномерное распределение материала по всей ширине ленты; направление потока материала по середине ленты с помощью бортов; обеспечение скорости перемещения материала, близкую к скорости ленты; предотвращение просыпания материала на почву выработки; уменьшение пылеобразования в местах пересыпа с помощью оросительных устройств; пропуск материала крупностью до 500 мм; высоту свободного падения на ленту не более 300 мм; угол наклона приемного лотка не более 45°...65°.

Перегрузочное устройство с конвейера на конвейер, если они расположены в одной выработке, состоит из лотка, опирающегося на балку коробчатого сечения с помощью ребер, которые одновременно служат направляющими для материала; приемной воронки с двумя бортами, к нижней кромке которых прикреплены полосы для ликвидации зазоров. Проходное сечение приемной воронки имеет трапециевидную форму. Короб, который создает замкнутое пространство над лотком, состоит из двух боковых и одного торцевого листа с отверстием под штырь датчика и кронштейном для его крепления. Кожух П-образного сечения в нижней части имеет фланцы для крепления его с наклонным коробом. Все элементы сварены из листового проката.

Перегрузочное устройство на пересечении конвейерных линий устанавливается в любом месте по длине трассы конвейера. Если на конвейер поступает груз с нескольких конвейеров, то для пропуска материала от предшествующих конвейеров направляющий лоток закрепляется на опорной раме шарнирно, что позволяет ему свободно отклоняться вверх в зависимости от слоя материала на ленте. Поворот лотка вниз ограничен упором, который обеспечивает зазор между лотком и лентой. Другие элементы аналогичны вышеприведенным.



5.4 Обмен вагонеток на приемных площадках уклона

При доставке вспомогательных материалов порожний состав, оставленный на напочвенной канатной дороге на нижней отравительной площадке, подтягивают маневровой лебедкой на верхний путь. Канат перецепляют от прибывшего верху на нижний путь груженого состава к порожнему. Маневровой лебедкой грузовой состав подают на ДКН. Порожний состав поднимают по уклону на участок переподъема, а затем самокатом опускают на верхний путь верхнего заезда. Канат перецепляют к стоящему на нижнем пути грузовому составу, а порожний состав толкателем подают к локомотиву. Грузовой состав по закруглению подают на участок переподъема и опускают по наклонной выработке на нижний заезд. Если в схеме есть заезд на промежуточный горизонт, то цикл аналогичен.



6. Транспорт в околоствольном дворе

На шахте околоствольный двор по типу составов - смешанный(порода и материалы), по количеству направлений подхода грузов - двухсторонний, по ориентированию ветвей -параллельный, по характеру движения вагонеток - круговой.

Прием и отправка людей

Посадка, и выход людей из клети происходит на сопряжении ствола с околоствольным двором. При использовании двухэтажных клетей в пределах сопряжения смонтирована дополнительная площадка для одновременной загрузки обоих этажей клети. Камера ожидания устраивается возле ствола на входную и выходную сторону клетевой ветви. Близ камеры располагается путь для стоянки пассажирского состава.

Прием и отправка вагонеток

Для приема и отправки вагонеток следует выполнить следующие операции:

- подачу состава к месту расформирования;

- расформирование, подача отдельных вагонеток к стволу, посадку клети;

- открытие стволовой двери, заталкивание вагонеток в клеть;

- передвижка вагонеток за клетью;

- формирование составов, передвижение составов

Электровозы доставляют в околоствольный двор материалы и оборудование для выдачи на поверхность. При этом локомотив оставляет платформы перед толкателем и отправляется за очередной партией вагонеток. Вагонетки с помощью толкателей и агрегатов для: обмена вагонеток заталкиваются в клеть. В околоствольном дворе применявшая агрегаты типа АПГ и толкатели типа ТЦ.



7. Основные мероприятия по технике безопасности на транспорте

Перевозка людей по горным выработкам осуществляется пассажирскими составами, предназначенными и допущенными в установленном порядке для данной цели в соответствии с указаниями, приводимыми в заводских инструкциях по эксплуатации.

При перевозке людей в пассажирских вагонетках по горизонтальным выработкам скорость движения не должна превышать 20 км/ч, а при перевозке людей в оборудованных грузовых вагонетках --12 км/ч.

Запрещается:

- перевозка в поездах с людьми инструментов и запасных частей, которые выступают за борт вагонеток, взрывных, легковоспламеняющихся и едких материалов;

- прицепка грузовых вагонеток к людским составам, за исключением не более двух вагонеток в конце состава для перевозки инструмента (в горизонтальных выработках);

- езда людей на локомотивах в необорудованных вагонетках, на платформах и т.п.;

Запрещено допускать к работе грузовые вагонетки, транспортные единицы секционных поездов и др.:

- с неисправными полускатами;

- с неисправными сцепками и др. тяговыми частями, а также сцепками, изношенными сверх допустимых нормативов;

- с неисправными буферами и тормозами;

- с неисправными запорами и неплотно прилегающими днищами вагонеток с разгрузкой через дно.

Запрещается:

- проталкивание расцепленных составов, прицепка непосредственно к локомотиву платформ или вагонеток с длинномерными материалами, а также платформ и вагонеток, нагруженных лесом и оборудованием, которое выступает за верхний габарит средства транспорта;

- ручная сцепка и расцепка вагонеток во время движения составов, а также сцепка и расцепка крюковых сцеплений без применения специальных приспособлений;

- сцепка и расцепка вагонеток в наклонных выработках и выработках с самокатным уклоном и на закруглениях;

- оставлять состав на участках выработок, которые имеют самокатный уклон;

- формирование составов из вагонеток со сцепками разных типов;

- сцепка и расцепка вагонеток на расстоянии ближе 5 м от опрокидывателей, вентиляционной двери и других препятствий;

- применение для торможения и удержания движущегося состава подручных средств;

- оставлять вагонетки, составы и локомотивы на разминовках ближе 4 м от рамного рейса стрелочного перевода.



Список литературы

1. Проектування транспортних систем енергоемних виробництв / В.О. Будишевський, О.О. Пуханов, О.К. Носач, А.О. Суліма, А.І. Ганза. Під ред. В.О. Будішевського, А.О. Суліми. - Донецьк, 2002. - 481

Размещено на Allbest.ru