Документ Microsoft Office Word. Уральский государственный горный университет

• Название: Уральский государственный горный университет
• Дата: 20.06.2019
• Размер: 0.79 Mb.
• Имя файла: Документ Microsoft Office Word.docx
• Тип: Реферат; #82427
• страница: 8 из 17

7.2 Техника безопасности

• 
  При эксплуатации пневмоустановок необходимо руководствоваться «Правилами устройства и безопасной эксплуатации воздушных компрессорных установок».
  
• 
  Установка обслуживается машинистами, прошедшими специальный курс обучения.
  
• 
  Машинист при работе с установкой обязан точно следовать инструкции.
  
• 
  Температура воды при поступлении в компрессор не должна превышать 16-18^о С, а при выходе из компрессора 36-38^о С.
  
• 
  Температура сжатого воздуха при избыточном давлении не должна превышать 120-140^о С.
  
• 
  При смазке компрессора применяются специальные сорта масел, которые перед смазкой проходят испытание на температуру вспышки.
  
• 
  Открытые движущиеся части компрессорной установки должны быть ограждены.
  
• 
  Машинист установки должен немедленно остановить компрессор или сообщить технадзору при:
  

- повышающейся температуре;

- если манометр показывает давление выше допустимого;

- при прекращении подачи воды;

- амперметр указывает на перегрузку электродвигателя.

8. Шахтный подъем

Подъемная установка включает в себя комплекс подъемно-транспортного оборудования и состоит из подъемной машины, канатов с подвешенными на них сосудами и надшахтного копра. На шахте установлено четыре подъемных машины на двух копрах.

На главном стволе:

- рудная машина - МК5х4;

- породная машина - МК5х4.

На вспомогательном стволе:

- машина вспомогательной клети - МК2,25х4р

- машина углубочной клети -

Рудный подъем служит для подъема руды с рабочих горизонтов на поверхность. Руда загружается в скип через дозатор, который расположен на горизонте -1040м. Скип с рудой поднимается на поверхность и разгружается в приемный бункер находящийся на отметке +32м надшахтного копра. Скип разгружается автоматически. Из приемной воронки бункера руда подается на пластинчатый питатель тяжелого типа, отсюда на два ленточных породоотборных конвейера, находящихся в галерее. В перегрузочном узле руда с каждого из конвейеров поступает на соответствующие передвижные реверсивные конвейера ленточного типа и уже с этих конвейеров попадает в штабель под галереей. Породная машина служит для выдачи породы из породного бункера. Порода, выдаваемая на гора, из скипа высыпается в породный бункер. Породный скип опрокидной. Отгрузка породы из бункера производится в автомашины, которые вывозит ее в отвал. Клетевой подъем служит для спуска подъема людей, спуска грузов, материалов в шахту.

Все подъемы работающие на шахте многоканатные, имеют по 4 каната.

Исходные данные:

Годовая производительность шахты – 1,3 млн. т./год;

Глубина ствола – 1073 м;

Число рабочих дней в году – 251 дней;

Число часов работы подъема в сутки – 18 часов.

8.1 Выбор подъемного сосуда

Часовая производительность ПУ

т/час; (8.1)

где с – коэффициент наравномерности работы подъема – 1,4;

А_г– годовая производительность шахты – 1300000 т/год;

N_дн – число рабочих дней в году – 305;

Т_с - число часов работы ПУ в сутки – 18 часов

т/час;

Высота подъема:

Н = Н_г + Н_доп, м; (8.2)

где Н_г – глубина ствола – 1073 м;

Н_доп – ориентировочная высота разгрузки и углубки под загрузку

(для скипов) – 60 м;

Н = 1073 + 60 = 1133 м

Грузоподъемность скипов:

Q = 5,7 А_час , т; (8.3)

Q = 5,7  331,5  5,8 = 10959,4 т

По данным принимаем неопрокидной скип для многоканатной ПУ типа СНМУ-164-2,5.

Объем кузова – 7,0 м³

Грузоподъемность – 15 тс;

Собственная масса – 14,5 т.

Тип подъема принимаем скип-скип.

2. 
   Выбор канатов
   
   1. 
      Выбор головных канатов
      

Выбор каната производят по расчетному значению линейной массы 1 м каната без учета собственной массы каната

кг/м; (8.4)

где n_гк – число головных канатов – 4;

Q_к – максимальная концевая нагрузка на канат – 29500 кгс;

G_к- маркировочная группы прочности каната – 1570 Н/мм²;

m_ст– запас прочности по ПБ – для грузовых с глубиной более 600м–9,5 кратный

(без учета массы каната) и 4,5 с учетом;

₀ – фиктивная плотность массы каната – для круглопрядных канатов двойной

свивки – 96800 н/м³.

кг/м;

Принимаем канат двойной свивки типа ЛН-РО конструкции 6х36 (1+7+7/7+14)+1 О.С. по ГОСТ 7668-80

Диаметр каната – 34,5 мм;

Масса – 4,55 кг/м.

Суммарное разрывное усилие всех проволок в канате – 722500 Н.

Выбранный канат проверяем по условиям запаса прочности:

- без учета массы каната; (8.5)

- с учетом массы каната; (8.6)

где q – 9,81;

р – вес 1 м каната, кг/м;

Н₀ – длина отвеса каната: Н₀ = Н + 90 = 1223 м;

- без учета массы:



- с учетом массы:

>4,5

2. 
   Выбор уравновешивающих (хвостовых) канатов
   

Многоканатные ПУ обязательно снабжают нижними уровновешивающими канатами.

В цветной металлургии в качестве уравновешивающих применяют резинотросовые канаты.

Линейная масса 1 м хвостового каната:

кг/м; (8.7)

где n_к – число хвостовых канатов – 2 каната;

кг/м;

Принимаем плоские резинотросовые канаты типа ЛРТКУ-3; ширина - 250 мм; толщина – 23 мм; масса – 9,5 кг/м; G_к = 1960 МПа; Q_сум.р. – 823690 Н.

Так как масса хвостовых канатов больше массы головных, то определяют разность масс канатов:

 = n_кq – n_гк р, кг/м; (8.8)

 = 2 9,5 – 4 4,55 = 19 – 18,2 = 0,8 , кг/м;

Погонная масса метра головного каната с учетом разности:

кг/м; (8.9)

кг/м

Для уравновешивания канатов выбираем канат типа ЛК-РО конструкции 6 х 36 (1 + 7 + 7/7 + 14) + 1 О.С. по ГОСТ 7668-80 с диаметром 65 мм, массой 16,1 кг/м, Q_сум.р. – 2560000 Н.

Запас прочности каната

> 9,5 (8.10)

Запас прочности хвостовых канатов (m_ст  5,5):

> 5,5

2. 
   Выбор подъемной машины
   

Целесообразность применения многоканатных ПУ возникает при оборудовании глубоких подъемов, более 600-700 м.

Для выбора подъемной машины определяют наибольшее статистическое натяжение канатов:

Q = (Q_к + n_кр  р  Н₀)  q; (8.11)

Q = (29500 + 4  16,1  1223)  9,81 = 1062042,3 Н;

Наибольшая разность статистических натяжений:

Q_ст.р = q  Q = 9,81  15000 = 147150 Н (8.12)

По статистическим натяжениям выбираем машину ЦШ 5 х 4:

Диаметр шкива по оси канатов – 5 м;

Ширина между ребордами – 2,2 м;

Количество подъемных канатов – 4 каната;

Расстояние между осями канатов – 0,3 м;

Статистическое натяжение канатов – не более 350 кН;

Разность статистических натяжений канатов – не более 350 кН;

Передаточное число редуктора – без редуктора;

Скорость подъема – не более 16 м/с;

Момент инерции: канатоведущего шкива – не более 6130 кНм²;

отклоняющих шкивов – не более 490 кНм²;

Масса машины – не более 165 т.

Допустимое удельное давление каната на футировку:

, (8.13)

где Т₁ и Т₂ – статическое натяжение со стороны груженой и порожней ветвей канатов, соответственно.

Т₁ = 1062042,3 Н = 108261,2 кгс;

Т₂ = q (Q_м + n_ки  q  Н) = 9,81  (14500 + 2  9,5  1133) = 353424,87 Н = 36027 кгс;

Проверяем на отсутствие проскальзывания

> 1,5;

т. к. К_ст > 1,5 , то производим утяжеление скипов:

 Q_м = 2 (Т₁ – 1,5  Т₂); (8.14)

 Q_м = 2 (108261,2 – 1,5  36027) = 108441 кгс;

Т₂ = 9,81 (108441 + 2  9,5  1133) = 1274986 Н = 129968 кгс;

;

Давление на футировку не должно превышать 20 кгс/см², поэтому полученное значение удовлетворяет правилам и требованиям ПБ.

2. 
   Расположение подъемной машины относительно ствола шахты
   

Выбор схемы расположения ПМ относительно ствола шахты определяется компоновкой поверхности, зависит от расположения околоствольного двора, подъездных путей и рельефа местности.

В случае расположения многоканатной машины в башенном копре, сооруженном над устьем шахты, высоту копра определяют с учетом требований ПБ и особенностей размещения всего комплекса оборудований, защитных и предохранительных устройств.

Для ориентировочных расчетов высоту копра можно принять:

Тип машины Высота разгрузки Высота копра

ЦШ 5х4 35 м 82 м

Отметка установки отклоняющих шкивов – 69 м.

2. 
   Определение длительности подъемной операции и расчет максимальой скорости подъема
   

Число подъемной операции:

(8.15)

Расчетная длительность подъемной операции:

t_р = - t_n; (8.16)

где t_n – длительность паузы – 10 с;

Расчетная максимальная скорость подъема:

(8.17)

где  - множитель скорости – 1,3

2. 
   Выбор приводного двигателя
   

Расчетная частота вращения двигателя:

(8.18)



Ориентировочная мощность электродвигателя:

(8.19)

где  - диаграммный коэффициент – 1,15;

к – грузовой коэффициент – 1,15;

V_м – максимальная скорость подъема исходя из номинальной частоты вращения двигателя, n_м – 40 об/мин:

(8.20)



Принимаем тихоходный двигатель постоянного тока типа П 26-65-7к

Мощность 2400 кВт;

Напряжение 930 В;

Частота вращения 40 об/мин;

Ток якоря 2850 А;

Перегрузочная способность 2,0;

КПД 90,7%;

Момент инерции 870 кНм²

Допустимая перегрузка:

 = 0,95  _м;

 = 0,95  2,0 = 1,9

8.7 Расход электроэнергии

W_год = К₃  (8.21)

где К₃ – коэффициент загрузки двигателя, К₃ = (8.22)

Р_дв.ор – ориентировочная частота вращения двигателя – 36,3 об/мин;

Р_дв.н – номинальная частота вращения – 40 об/мин;

_дв – КПД двигателя – 0,907

_с – КПД сети – 0,95

Д – количество рабочих дней в году – 305;

Т – время работы подъема в сутки – 64800 с;

К₃ =

W_год. = 0,9075 

Для выдачи руды и породы принимаем скиповой подъем. Подъем оборудуется двумя двух-скиповыми подъемами, в башенном копре устанавливаются две подъемные машины ЦШ 5х4 с приводным электродвигателем П 26-65-7к.

8.8 Мероприятия по технике безопасности

Машинистами подъемных машин могут быть лица с общим производственным стажем на шахте не менее 3-х лет, прошедшие специальные курсы и имеющие двухмесячный стаж управления подъемной машиной:

• 
  перед началом работы машинист должен проверить исправность машины и результат проверки записать в книгу приема и сдачи смены;
  
• 
  в здании подъемной машины, кроме нормального освещения должно быть и аварийное;
  
• 
  главный механик шахты не менее 1-го раза в 15 дней должен производить проверку правильной работы предохранительного тормоза и всех выключателей переподъема замедленной скоростью. Результаты осмотра записываются в «Книгу осмотра подъемной машины».
  
• 
  при каждой подъемной машине должны быть следующие документы:
  

а) Паспорт машины и редуктора,

б) Детальная схема тормозных устройств,

в) Коммутационная схема:

• 
  все подъемные канаты перед навесной должны быть испытаны на испытательной станции;
  
• 
  запас прочности каната для грузового подъема должно быть не менее -9,5 кратного, а людского – 11,5 кратного.
  

9. Водоотлив

Расчет шахтной водоотливной установки

Исходные данные:

- Нормальный часовой приток Q_норм – 500 м³/ч;

- Максимальный часовой приток Q_макс – 700 м³/ч;

- Глубина водоотливного горизонта – 867 м;

- Плотность воды - 1050 кг/м³.

1. 
   Определение минимально необходимой подачи насоса
   

Q_min = м³/ч; (9.1)

Q_min = м³/ч;

Ориентировочный напор насоса:

Н^/ = (1,05  1,1)  Н_г, м; (9.2)

где Н_г – геодезическая высота подачи воды насосом – 574 м;

Н^/ = 1,05  574 = 602 м;

Для водоотливной установки выбираем три насоса типа: ЦНСГ 850-600

Напор - 600 м;

Мощность - 2100 кВт;

Допустимая высота всасывания - 3,0 м;

Подача насоса в пределах рабочей части

характеристики - 640-1000 м³/ч;

Масса - 5723 кг;

Подача - 850 м³/ч;

• 
  - 0,75;
  

n_s - 70;

n - 1475 мин^-1;

Н_к - 120 м.

Необходимое число колес в насосе:

Z = колес; (9.3)

Проверка насоса на устойчивость работы:

Н_r≤ (0,90,95) Н₀; (9.4)

где Н₀– напор выбранного насоса при нулевой подаче, м;

Н₀ = Н_ко  Z; (9.5)

где Н_ко – напор на одно колесо при нулевой подаче – 128 м;

Н₀ = 125  5= 640 м;

Н₂≤ (0,9 0,95)  640;

0,9  640 = 576 > 574 м, что удовлетворяет условию.

2. 
   Расчет трубопровода
   
   1. 
      Внутренний диаметр нагнетательного трубопровода
      

d_n = (9.6)

где Q_н – номинальная подача насоса – 850 м³/ч;

V_н – скорость движения воды в нагнетательном ставе – 1,5 м/с;

d_n = ;

Принимаем трубопровод с внутренним диаметром 490 мм.

Фактическая скорость движения воды в ставе:

V_н.ф. = ; (9.7)

V_н.ф. = ;

Толщина стенки трубопровода:

 = мм; (9.8)

где Р – расчетное давление в трубопроводе, МПа;

Р = 1,25 Р_раб, МПа; (9.9)

где Р_раб. =   q  Н^/, Па; (9.10)

 - плотность воды – 1050 кг/м³;

а₁ – поправка на коррозию – 2 мм;

G_доп – допустимое напряжение металла трубопровода равное 0,4  G_в = 0,4  600 =

= 240 МПа;

Р_раб. = 1050  9,81  602 = 6,2 МПа;

Р = 1,25  6,2 = 7,75 Мпа;

 = мм;

Принимаем толщину стенки трубопровода 12 мм;

2. 
   Расчет всасывающего трубопровода
   

Внутренний диаметр трубопровода:

d_в = (9.11)

где V_н = 1,5 м/с;

d_в =

Внутренний диаметр трубопровода принимается на 2040 мм больше, для улучшения условий всасывания, поэтому принимаем трубопровод с внутренним диаметром 510 мм.

Фактическая скорость воды в трубопроводе:

V_н.ф. = ; (9.12)

Толщину стенки всасывающего трубопровода принимаем такую же, как и у нагнетательного – 12 мм, воизбежании разрушения трубопровода при его заливке.

3. 
   Определение потерь в трубопроводе
   

(9.13)

где n – количество однотипных частей трубопровода;

 - коэффициент сопротивления i-ой фасонной части;

 - коэффициент гидравлического трения – 0,03;

L – длина трубопровода, м;

d_ст – внутренний диаметр трубопровода, м;

V_ф – фактическая скорость движения воды, м/с;

_ок – 1,7; _км - 0,82; _пер – 0,5; _лк – 2,51.

9.3.1 Потери в нагнетательном трубопроводе

Н_н = [(3  1,7 + 30  0,82 + 2 0,5) + 0,03  ] 

= [(5,1 + 24,6 + 1) + 63,9 + 1]  0,079 = 7,55 м;

9.3.2 Потери во всасывающем трубопроводе

Н_в = [(1  2,51 + 2  0,82 + 1  0,5) + 0,03  ] 

= [(2,51 + 1,64 + 1) + 0,4 + 1]  0,067 = 0,44 м

9.3.3 Минимально необходимый действительный напор насоса

Н_п = Н_г + Н_н + Н_в, м; (9.14)

Н_п = 574 + 7,55 + 0,44 = 582 м

4. 
   Расчет характеристики сети и определение фактического режима
   

работы насосной установки

Уравнение характеристики сети трубопровода для точки режима работы насоса:

Н_м = Н_г + R_тр  Q_м², м; (9.15)

где R_тр –суммарный коэффицие6нт сопротивления сети трубопровода;

Q_ф = 670 м³/ч; Н_ф = 590 м; _ф = 0,6

Q_т > Q_min – если это условие выполняется, то насос выбран верно

602 м³/ч

9.5 Расчет необходимой мощности и выбор типа привода

Мощность электродвигателя на валу:

N = k  кВт; (9.16)

где k – коэффициент запаса мощности – k = 1,15;

N = 1,15  кВт;

N = 2008,8 кВт

Исходя из N = 2008,8 кВт и n = 1475 мин^-1 выбираем, в качестве приводного двигателя – двигатель ДСП 140-74-4 напряжением 6000 В и мощностью 3150 кВт.

6. 
   Определение технико-экономических показателей
   

насосной установки

Годовой расход электроэнергии:

Е_г = k_с  k_н  Т_н  N_н + k_м  Т_м  N_м); (9.17)

где k_с = 1,05;

_дв. = КПД двигателя – 0,95;

_с – КПД сети - 0,95;

k_н, k_м – количество насосов, работающих на откачке нормального и максимального

притоков;

Т_н, Т_м – число часов работы насосов по откачке нормального и максимального

притоков;

N_н, N_м – число рабочих суток в году по откачке нормального и максимального

притоков.

Т_н = Т_н ≤ 20 ч; Т_н = (9.18)

Т_м = Т_м ≤ 24 ч; Т_м = (9.19)

Q^/_ф и Q^//_ф – суммарная фактическая подача работающих насосов при нормальном и максимальном притоках.

9.6.1 Годовой расход электроэнергии на откачку нормального водопритока

Е_гн = 1,05  кВтч/год

9.6.2 Годовой расход электроэнергии на откачку максимального водопритока

Е_гм = 1,05  кВтч/год;

Е_г = 12632691 + 2960787 = 15593478 кВтч/год;

Удельный расход электроэнергии на водоотлив:

е = кВтч/м³ (9.20)

е = кВтч/м³

Удельный расход электроэнергии на 1 т полезного ископаемого

е^/ = кВтч/т³ (9.21)

е^/ = кВтч/т³

Схема водоотлива

гор.-590мНасосная

Рабочие насосы

Резервный насос

В ремонте

Строительный уклон

Водотливные ставы (два)


Водосборник


гор. –860м

9.7 Мероприятия по технике безопасности

• 
  Насосная камера должна быть сухой, хорошо вентилируемой, удобной для ремонта оборудования и безопасной в пожарном отношении;
  
• 
  Сечение наклонного ходка, соединяющего насосную камеру с околоствольным двором, должно быть не менее 2,5 м³. Наличие герметичной перемычки обязательно;
  
• 
  Осмотр перемычки, насосов, аппаратуры и трубопровода производится не реже одного раза в неделю. Регулирование, ремонт, чистка работающих двигателей и насосов запрещена;
  
• 
  В насосной камере должны находиться противопожарные средства;
  
• 
  Водоотлив должен быть оборудован не менее, чем двумя ставами труб и каждый из них должен обеспечивать выдачу нормального притока не более, чем за 20 часов;
  
• 
  Не допускается заиливание водосборника более, чем на 30% его объема;
  
• 
  Все открытые вращающиеся части насосного агрегата должны быть закрыты защитными кожухами. Корпуса электрооборудования должны быть заземлены;
  
• 
  Места присоединения кабеля должна быть закрыты коробкой.
  

При осмотре и ремонте аппаратуры и кабельных вводов обесточивание их обязательно;

• 
  Обтирочные и смазочные материалы должны быть в закрытых специальных ящиках.