Г. И. Носова Кафедра Механизации и электрификации горного производства пояснительная записка
 Скачать 0.76 Mb.
|
ВведениеВ нашей стране подземным способом добывают около 30% металлических руд и горно-химического сырья, однако на подземных работах занято значительно большее количество трудящихся, чем на открытых работах. Одним из наиболее важных звеньев в комплексной механизации подземной добычи руд является процесс перемещения руды от забоя до поверхности, включая операции выпуска, погрузки, доставки ее в пределах очистного блока и транспорта по магистральным выработкам до ствола шахты. На доставку и транспортирование руды приходится около 50% всех затрат по добыче. Среди горно-механического оборудования, от которого зависит эффективность и надежность работы горных предприятий, значительную и ответственную часть составляет стационарные машины и установки. Они представляют собой комплексы энергомеханического оборудования, предназначенные для подъема полезного ископаемого и пустых пород на поверхность, подъема спуска людей, материалов и оборудования. Осушение месторождения полезного ископаемого и откачки воды из горных выработок на поверхность, искусственного проветривания горных выработок, выработки сжатого воздуха, который используется в качестве энергоносителя некоторых горных машин и механизмов. Стационарные установки обеспечивают на горных предприятиях благоприятные условия и эффективность выполнения основных производственных процессов. От надежной и безаварийной работы стационарного оборудования зависят не только производительность труда, но часто и сама возможность ведения горных работ. Выход из строя приводит к нарушению ритма, а иногда и к остановке работы всего горного предприятия. Поэтому к устройству и эксплуатации стационарных установок предъявляются повышенные требования. 1. Технология ведения и комплексной механизации горных работ1.1 Общие сведения Рудничный транспорт рудных шахт представляет собой многозвенную систему, состоящую из различных транспортных машин и установок, выполняющих следующие функции: - транспортирование полезного ископаемого от очистных забоев, полезного ископаемого и породы из подготовительных забоев до околоствольного двора или до поверхности шахты, а также транспортирование полезного ископаемого по поверхности до склада или до мест погрузки в вагоны железнодорожного транспорта и породы в отвал; - транспортирование с поверхности шахты к очистным и подготовительным забоям и обратно вспомогательных грузов различного назначениям и оборудования; - перевозка людей к местам их работы и обратно. Канатная подъемная установка представляет комплекс энергомеханического оборудования, предназначенного для обеспечения транспортной связи подземных горных выработок шахты или глубоких горизонтов карьера с земной поверхностью. При помощи канатных подъемных установок на горных предприятиях осуществляют подъем полезных ископаемых и попутных горных пород, а также спуск подъем и подъем людей, материалов и оборудования. Водоотливная установка служит для откачки подземных вод из дренажных горных выработок шахт. Вентиляторные установки на горных предприятиях служат для проветривания горных выработок и поддержания в них комфортных условий труда путем создания атмосферных условий, при которых состав воздуха соответствует требованиям отраслевым ПБ. 1.2 Способ и схема вскрытия месторождения Способ вскрытия. Вскрытие месторождения осуществляется тремя вертикальными стволами. Главный ствол (рудовыдачной) оснащен скипо-клетевым подъемом, вспомогательные стволы - клетевым с противовесом. Схема вскрытия. Схема вскрытия принимается в зависимости от схемы проветривания. Принимаем фланговую схему проветривания, по вспомогательному стволу, пройденный возле главного ствола, воздух подается, а по второму вспомогательному стволу - выдается.  Рис.1.1. Схема вскрытия месторождения 1.3Система разработки Для данного месторождения с учетом его горно-геологических характеристик применим сплошную систему разработку с двухслойной выемкой и применением самоходного оборудования.  2. Рудничный транспорт 2.1 Описание технологического процесса транспортирования горной массы Схему транспортирования предопределяет принятая схема вскрытия и система разработки. Доставка при сплошной системе разработки с двухслойной выемкой с применением самоходного оборудования подразумевается погрузка горной массы погрузчиком в автосамосвалы. При длине доставке, Lдост =350, этот комплекс является наиболее эффективным, т.к. средняя длина доставки автосамосвалов при их максимальном использовании является 300-600м. Автосамосвал разгружается в рудоспуск. Откатка горной массы до околоствольного двора осуществляется электровозным транспортом. Вагонетки загружаются под рудоспуском с помощью вибролюков. В околоствольном дворе вагонетки разгружаются с помощью опрокида в бункер, а затем грузят в скипы. Скип поднимается по стволу, разгружается, по конвейеру горная масса поступает на обогатительную фабрику.  рис 2.1. Технологическая схема доставки, транспортирования и подъема   Рис.2.2. Типовые сечения горных выработок, штрека, квершлага, ствола 2.2 Самоходный транспорт Выберем отечественный автосамосвал с дизельным приводом, грузоподъемностью 22 т, МоАЗ-7405-9586.(1.стр83 табл.5.4) Техническая характеристика автосамосвала МоАЗ-7405-9586
2.2.1 Тяговый расчет Сила тяги автосамосвала, развиваемая на уклоне  (2.1)где G0, G - масса соответственно машины и груза, т; ω0 - основное удельное сопротивление движению машины, Н/кН (ω0=80-100 для дорог без покрытия, с зачисткой)(1.стр.93); ωкр =(0,05÷0,08)ω0 - дополнительное сопротивление движению на криволинейных участках, Н/кН (ωкр=0,05·100=5 Н/кН); Wв - дополнительное сопротивление воздуха, Н/кН (Wв = 0 - при скорости движения менее 20 км/ч); i - удельное сопротивление на уклоне, Н/кН (i=3Н/кН); а - ускорение трогания, м/с2 (а=0,4-0,5). Сила тяги в грузовом направлении движения автосамосвала вверх  Сила тяги в порожняковом направлении движения автосамосвала вниз  Скорость машины, зависимая от условия движения машины  (2.2)где N - мощность двигателя машины, кВт; ηт =0,72÷0,75 - коэффициент полезного действия гидромеханической передачи, (ηт=0,75); ηк - коэффициент полезного действия колеса, (ηк=0,95).(1.стр92) Скорость машины в грузовом направлении движения вверх  Скорость машины в грузовом направлении движения вниз  Предельный угол преодолеваемый машиной при трогании на подьем.  (2.3) Сцепной вес машины при двух ведущих колесах  (2.4)Сцепной вес машины в грузовом направлении движения  Сцепной вес машины в порожняковом направлении движения  Максимальная сила тяги по условию сцепления ведущих колес машины с дорогой, которую способна развить машина  (2.5)где ψ - коэффициент сцепления пневмошин с дорогой, (ψ=0,5-дороги забойные, в крепких породах, дорожное покрытие мокрое, слегка загрязненное). Максимальная сила тяги в грузовом направлении движения  Максимальная сила тяги в порожняковом направлении движения  Т.к. Fmax(гр)>Fгр, Fmax(пор)>Fпор,то машина может перемещаться на данном уклоне. Тормозной путь до полной остановки при груженом направлении движения по уклону вниз  (2.6) где kин - коэффициент инерции вращающихся масс для машин с гидромеханической передачей, (kин = 1,03 - в режиме движения с грузом); Vн - начальная скорость, м/с (Vн = Vгр).  Тормозной путь, пройденный за время реакции водителя  (2.7)где tp = 0,5÷0,6 с - время реакции водителя, с (tp = 0,6).  Полный тормозной путь с учетом времени реакции водителя и действия тормозов  (2.8)2.2.2 Эксплуатационный расчет Время погрузки одного автосамосвала в комплексе с ковшовым погрузчиком  (2.9)где Vкуз - вместимость кузова, м3; kз.к.- коэффициент загрузки кузова, (kз.к.=0,9); tц - время цикла черпания грузонесущим органом, с (tц=50 с); kман - коэффициент, учитывающий время, затрачиваемое на маневры машины в забое, (kман=1,2); ξ - коэффициент, учитывающий время, затрачиваемое на разборку негабарита, (ξ=1,15); Vк - вместимость ковша погрузчика, м3; kз - коэффициент заполнения ковша, (kз=0,8).  Продолжительность движения машины в грузовом и порожняковом направлениях  (2.10)где Lдост - длина доставки, км; kс.х.- коэффициент, учитывающий среднеходовую скорость движения, (kс.х.=0,75 при Lдост=0,35 км).[1,стр90]  Время разгрузки зависит от конструктивного исполнения кузова транспортной машины, для автосамосвалов с опрокидным кузовом tраз=0,7мин. Продолжительность маневров в забое tм.з. и у мест разгрузки tм.р. зависит от конкретных условий эксплуатации транспортных машин и определяется хронометражными наблюдениями, т.е. по графику организации работ. tм.з.=1мин, tм.р.=1 мин. Продолжительность ожидания машины на разминовках tразм=2мин. Продолжительность одного рейса транспортной машины  =4+6,2+0,7+1+1+2=14,9 мин (2.11)Эксплуатационная сменная производительность одной транспортной машины, автосамосвала  где kи - коэффициент использования машины, (kи=0,8)[1,стр89]; kн - коэффициент неравномерности грузопотока, (kн=1,5 при отсутствии аккумулирующей емкости).  (2.12)Сменная производительность рудника  где nдн - количество рабочих дней в году, (nдн=251 дней, режим работы рудника); nсм - число рабочих смен в сутки по выдаче полезного ископаемого, (nсм=2 смены). Сменная производительность первого участка  (2.13)где nуч - число участков на руднике, (nуч=3). Расчетное число рабочих транспортных автосамосвалов на эксплуатируемом участке  принимаем 2 автосамосвала (2.14)Инвентарное число машин с учетом машин, находящихся в резерве и ремонте  автосамосвалов (2.15)Сменный пробег рабочих автосамосвалов  (2.16)где kх - коэффициент, учитывающий холостой пробег машины на заправку, к пунктам обслуживания и т.д., (kх=1,2).[1,cтр92]  2.2.3 График организации движения График организации движения автосамосвалов на первом участке представлена на рис. 2.3.  Рис.2.3. График организации движения автосамосвалов 2.3 Электровозный транспорт Электровоз принимается по сцепному весу в зависимости от производственной мощности рудника, при мощности Aгодш=1,3 млн.т./год, сцепной вес электровоза равен Рсц= 140 кН. Принимаем электровоз КТ14 Техническая характеристика электровоза КТ14 [1,стр154]
Выбор вагонетки производим учитывая длину откатки и производительность рудника, при Lотк=3,55 км и Aгодш=1,3 млн.т./год, принимаем ВГ4,5А. [1,стр151] Техническая характеристика ВГ4,5А [1,стр140]
2.3.1 Тяговый расчет Масса поезда при трогании на подъем на засоренных путях у погрузочных пунктов  (2.17)где Р - масса электровоза, т; ψ - коэффициент сцепления колес электровоза с рельсами, (ψ=0,17 - поверхность рельсов влажные, практически чистые. Условие движения без подсыпки песка)[1,177с,табл 10.2]; ωг - удельное сопротивление движению, Н/кН (ωг=5 Н/кН); ωкр - удельное сопротивление на криволинейных участках, Н/кН (ωкр=6 Н/кН); ip - руководящий уклон пути, Н/кН (ip=3 Н/кН); а - ускорение при трогании, м/с2 (а=0,03 м/с2)[1,стр178].  Число вагонеток в составе  (2.18)где Vв - вместимость кузова вагонетки, м3; γ - насыпная плотность транспортируемой горной массы, т/м3; G0 - масса вагонетки, т.  Параметры состава - масса груза в одном вагоне  (2.19)- масса порожнего поезда  (2.20)- масса груженого поезда без локомотива  (2.21)- длина поезда  (2.22)где lэ,lв - длина соответственно электровоза и вагонетки, м. Проверка массы поезда по условию торможения Удельная тормозная сила |