КП Лучинин Сергей. Выбор и расчет средств комплексной механизации очистного забоя курсовой проект
 Скачать 463.79 Kb.
|
|
2.9 Транспортировка угля, породы, оборудования, людей В истории развития средств транспортирования угля в лавах в послевоенный период могут быть выделены три основных этапа. Первый этап. Характеризуется тем, что в лавах в качестве основного транспортного средства использовались качающиеся конвейеры с приводом ПК-19. Основные усилия машиностроителей направлялись на увеличение выпуска таких конвейеров. Но уже тогда, в связи с применением комбайнов «Донбасс» были начаты работы по замене качающихся конвейеров скребковыми Второй этан. Он характерен созданием разборных переносных одноцепных и двухцепных скребковых конвейеров. Уже в 1949 г. количество работавших в шахтах качающихся конвейеров резко сократилось. Им на смену пришли скребковые конвейеры. В это же время начались работы по автоматизации этих конвейеров, а также совершенствуются способы транспортирования угля на крутых и наклонных пластах путем применения листов ДонУГИ и эмалированных рештаков. В это же время создаются новые скребковые конвейеры, мощные двух-приводные, передвижные, оснащенные круглозвенными цепями. Третий этап (1961 г. по настоящее время) характеризуется широким распространением передвижных скребковых конвейеров, имеющих более совершенную конструкцию и лучшее качество изготовления, созданием работоспособной аппаратуры для автоматизации их, появлением первых тормозных скребковых конвейеров для наклонных пластов, разработкой и успешным испытанием добычных комплексов механизирующих все основные производственные процессы в лавах. Шахтный транспорт — комплекс сооружений и устройств, предназначенный для приёма и перемещения различных грузов и людей на подземных горнодобывающих предприятиях. На современных шахтах в задачи шахтного транспорта входит формирование и реализация двух разнонаправленных (встречных) грузопотоков. Первый включает транспортирование людей, оборудования и других грузов к очистным, подготовительным забоям и другим производственным участкам; второй — приём и транспортирование в обратном направлении до околоствольного двора (на шахтах, вскрытых вертикальными стволами) или до поверхности (вскрытых наклонными стволами и штольнями) полезных ископаемых из очистных забоев (или породы из подготовительных), доставки в том же направлении демонтированного оборудования, металлолома, других вспомогательных грузов и людей. Шахтный транспорт включает транспортные машины, транспортные коммуникации, вспомогательное оборудование (погрузочные, перегрузочные и разгрузочные пункты), средства автоматизации и диспетчеризации, а также технического обслуживания и ремонта. В зависимости от места функционирования различают шахтный транспорт подземный (забойный, участковый, магистральный, в околоствольных дворах и наклонных стволах) и шахтный транспорт поверхности (в надшахтных зданиях, породных отвалах, складах). В зависимости от вида перевозимого груза шахтный транспорт разделяют на основной, предназначенный для перемещения полезных ископаемых и пустой породы, и вспомогательный — для перемещения горного оборудования, различных материалов и людей. Основные виды подземного шахтного транспорта — локомотивный, конвейерный, самоходный на пневмошинном механизме перемещения, гравитационный, скреперный, гидравлический и пневматический. Вспомогательный шахтный транспорт (по горизонтальным и наклонным главным и участковым выработкам) — локомотивный или самоходный, монорельсовый (с локомотивной или канатной тягой), моноканатные дороги или напочвенные дороги с канатной тягой. Перевозку людей осуществляют пассажирскими составами, сформированными из специальных вагонеток, самоходными машинами на пневмошинном механизме перемещения, монорельсовыми или моноканатными подвесными дорогами, реже людскими или специально приспособленными конвейерами. В качестве вспомогательного оборудования шахтного транспорта широко применяют затворы, питатели, опрокидыватели вагонеток, лебедки, толкатели, различное путевое оборудование; контейнеры, поддоны, пакетирующие кассеты для формирования материалов и изделий в грузовые единицы, приспособленные для механизированных способов погрузки, разгрузки и складирования (см. Перегрузочный пункт), а также перевозки различными видами транспорта без перегрузки по всему пути их перемещения. Основные виды шахтного транспорта на поверхности шахты — гравитационный (самотёчный) под действием силы тяжести и конвейерный. Транспортное оборудование технологического комплекса поверхности шахты отличается в зависимости от вида подъёма. На шахтах большой производственной мощностиприменяют скиповой подъём, при котором полезное ископаемое от приёмных бункеров транспортируется ленточными конвейерами к погрузочным устройствам железнодорожных вагонов или на резервный склад. На поверхности шахты ленточные конвейеры располагают в закрытых галереях на разгрузочных эстакадах. При клетевом подъеме в надшахтном здании производят приём, разгрузку и отправку в шахту порожних вагонеток. Обмен вагонеток в надшахтном здании осуществляют по двум основном схемам: со свободным перемещением по рельсовым путям под действием силы тяжести с последующей компенсацией потерянной высоты или с принудительным перемещением вагонеток с помощью различных механизмов. При вскрытии рудного месторождения наклонными стволами и использовании самоходных машин транспортирование всей горной массы осуществляют подземными автосамосвалами до мест назначения на поверхности шахты. Породу от надшахтного здания в отвал перевозят в основном автотранспортом, реже с помощью подвесных канатных дорог. Средства шахтного транспорта по принципу действия подразделяют на транспортные машины непрерывного действия, перемещающие грузы непрерывным потоком с загрузкой и разгрузкой при движении рабочего органа (конвейеры, элеваторы ковшовые, специальные погрузочные машины и др.), и периодического действия, загрузку и разгрузку которых производят при полной остановке транспортной машины или на малой скорости её движения (вагонетки, самоходные вагоны, конвейерные поезда и бункер-поезда, автосамосвалы подземные, монорельсовые дороги с локомотивной тягой, скреперные и другие установки). Выбор видов и средств шахтного транспорта зависит от системы вскрытия месторождения, системы разработки, способов отбойки полезных ископаемых и породы (взрывной или механической), характеристики транспортируемой горной массы (кусковатость, плотность, абразивность), дальности перемещения, величины грузопотока. Перемещение горной массы в шахте от забоя до околоствольного двора или на поверхность осуществляют одними видами транспортных машин или несколькими видами с перегрузкой с одного вида транспорта на другой. Цепь взаимосвязанных и управляемых транспортных машин и механизмов, включающих перегрузочные пункты, средства диспетчеризации и автоматизации и обеспечивающих надёжное перемещение горной массы в заданном направлении, представляет собой транспортный комплекс, при различных видах транспортных машин — комбинированный транспортный комплекс (комбинированный шахтный транспорт). В зависимости от конкретных горнотехнических условий подземной разработки полезных ископаемых, вида транспортируемых грузов (уголь, руда) и неравномерности грузопотока применяются простые (с одним видом) и комбинированные схемы транспорта. На отечественных угольных шахтах, разрабатывающих пологие и наклонные пласты, в участковых горизонтальных, а также участковых и главных (капитальных) наклонных выработках с углом наклона до 16-18° используют в основном конвейерный транспорт, а в главных горизонтальных выработках — конвейерный транспорт или локомотивную откатку. При этом преимущественно вид транспорта устанавливается на основании технико-экономического сравнения вариантов. На зарубежных угольных шахтах с камерно-столбовой системой разработки распространён самоходный безрельсовый транспорт (самоходные вагоны с донным конвейером и погрузочно-транспортные машины). На угольных шахтах, разрабатывающих крутые пласты, в участковых горизонтальных промежуточных выработках применяют конвейерный транспорт, в участковых углеспускных печах и гезенках — гравитационный самотёчный, в вертикальных межгоризонтальных выработках — спиральные спуски, а в штреках и квершлагах на горизонте околоствольного двора — конвейерный, комбинированный конвейерно-локомотивный или только локомотивный транспорт. При вскрытии угольного месторождения наклонными стволами возможно использование конвейерного транспорта от забоя до поверхностного комплекса, включая погрузку угля в железнодорожные вагоны внешнего транспорта. На стыках различных видов транспорта применяют аккумулирующие (усредняющие) ёмкости в виде горных бункеров — специализированных наклонных или вертикальных горных выработок, снабжённых питателями или регулируемыми затворами, а также механизированных бункеров, устанавливаемых в горизонтальных или наклонных выработках и имеющих вместимость от 50 до 200 м3. На рудных шахтах по добыче крепких руд чёрных и цветных металлов и горно-химического сырья для перемещения горной массы от мест погрузки из очистных забоев или рудоспусков по откаточным выработкам к шахтному стволу наиболее распространён локомотивный транспорт. Перемещение (доставку) горной массы от забоя очистной выемки до места погрузки в вагонетки локомотивной откатки производят погрузочно-транспортными машинами или подземными автосамосвалами, скреперными установками, реже конвейерами. В рудных шахтах, вскрытых наклонными стволами, дроблёную руду на поверхность транспортируют ленточными конвейерами под углом 16-18°. На некоторых рудных шахтах при отработке мощных месторождений руду транспортируют автосамосвалами от забоев до околоствольного двора, а иногда и на поверхность шахты (при вскрытии месторождения штольнями или наклонными стволами с углами не более 12°). Подземные автосамосвалы грузоподъёмностью 10-45 т загружают погрузочными машинами с нагребающими лапами, подземными экскаваторами, ковшовыми колёсными погрузчиками. При комбайновой выемке калийных руд длинными очистными забоями руду по забою и блоковым выработкам доставляют скребковыми конвейерами, а по панельному штреку и магистральным выработкам до околоствольного двора или по наклонному стволу на поверхность — ленточными конвейерами. При камерно-столбовой системе разработки калийных руд в комплексе с проходческо-добычным комбайном и бункер-перегружателем для транспорта руды от бункер-перегружателя до блокового скребкового конвейера применяют самоходные вагоны с донным конвейером. При подземной разработке марганцевых руд, например длинными столбами с заходками, используются ленточные конвейеры, осуществляющие транспорт руды до околоствольного двора или до погрузочного пункта магистрального локомотивного транспорта. На подготовительных работах при проведении выработок по крепким породам буровзрывным способом применяют погрузочные машины, ленточные перегружатели и локомотивный транспорт, в рудных шахтах — самоходный транспорт. При комбайновом способе проходки по породам невысокой крепости для транспорта горной массы используются локомотивный или конвейерный транспорт — сочетание скребковых и ленточных конвейеров или телескопические ленточные конвейеры. Несмотря на многообразие условий разработки на современных подземных горнодобывающих предприятиях основным видом шахтного транспорта остаётся локомотивный, средствами которого на угольных шахтах по магистральным откаточным выработкам перевозится около 60% горной массы, а на шахтах по добыче крепких руд — почти 100%, исключая предприятия, где применяют подземные автосамосвалы. Обслуживание погрузочных пунктов при локомотивной откатке на угольных и рудных шахтах осуществляется по одному из двух видов организации движения: локомотив закрепляется за определённым составом; локомотив не закреплён за составом. В первом случае (на рудных шахтах, где имеется большое количество часто перемещаемых погрузочных пунктов) состав передвигается локомотивом при погрузке, на перегонах и при разгрузке, что не требует дополнительного маневрового оборудования. Однако такой вид организации движения отличает относительно низкий коэффициент использования локомотивов. Во втором случае (на угольных шахтах при небольшом числе относительно стабильных погрузочных пунктов) состав перемещается локомотивом только на перегонах, а перемещение вагонеток при погрузке и разгрузке осуществляется различными маневровыми устройствами. Такой вид организации движения значительно повышает коэффициент использования локомотивов, создаёт возможность запаса порожних вагонеток на станциях, однако требует использования маневрового оборудования. Применение саморазгружающихся секционных поездов, включающих секции с откидным днищем, позволяет организовать поточную технологию работы локомотивной откатки, при которой высокая производительность обеспечивается комплексной механизацией всех взаимосвязанных транспортных операций: погрузки, транспортирования и разгрузки. При этом откатка осуществляется по замкнутой трассе. Чёткая работа большого числа локомотивов обеспечивается автоматизацией процессов откатки. Она включает сигнализацию, централизацию и блокировку (СЦБ), дистанционное управление локомотивами и диспетчерскую службу. В зависимости от числа эксплуатируемых локомотивов, расстояния транспортирования, производительности и степени сложности путевого развития применяется несколько систем СЦБ. Так, шахты с небольшим числом электровозов и малой производственной мощностью оборудуют автоматической световой блокировкой или путевой сигнализацией без контроля за положением стрелок. При несложной схеме путевого развития и маневрирования в околоствольном дворе используют систему автоматической блокировки стрелок и сигналов, переключение которых производится автоматически по команде машиниста электровоза. При сложной схеме путевого развития, наличии в работе более 10 электровозов и большой производственной мощности применяют устройства электрический централизации, которые позволяют диспетчеру осуществлять с распорядительного аппарата все переключения по переводу стрелок и изменению сигналов. На угольных шахтах, где более сложные условия эксплуатации локомотивного транспорта, получила распространение автоматическая путевая сигнализация и блокировка стрелок и сигналов. При этом рельсовые пути откаточных выработок разбивают на блок-участки, ограждённые светофорами, оборудованными путевыми датчиками и дистанционно управляемыми с движущего локомотива стрелочными переводами. На рудных шахтах распространено дистанционное управление электровозом в местах погрузки и разгрузки составов, при этом машинист со стационарного пульта управляет одновременно электровозом и работой погрузочных механизмов. На зарубежных шахтах внедрены системы автоматического вождения электровозов без машиниста с помощью передатчиков, рельсовых антенн и установленных на электровозе приёмников. В системах автоматического вождения используют компьютеры и промышленное телевидение, что позволяет повысить пропускную способность локомотивной откатки, сократить количество подвижного состава и обслуживающего персонала, а также резко повысить безопасность труда. Наклонный ствол — выработка, имеющая непосредственный выход на земную поверхность и предназначенная для подъема полезного ископаемого на поверхность, вентиляции шахты, транспортировки людей, водоотлива, подвода электро- и пневмоэнергии, в его состав входят следующиеэлементы: 1 – уклон 2 – ходок при уклоне3 – очистной забой 4 – ходок при бремсберге 5 – бремсберг6 – сбоечные печи 7 – угольный пласт 8 – наклонный ствол9 – углеспусковая печь10 – воздухопадающая печь 11 – плостовый скат 12 – полевой скат.(приложение В) Наибольшая автоматизация достигнута на конвейерном транспорте. Она включает: дистанционное управление отдельными конвейерами и конвейерными линиями, при которой автоматизируются последовательной пуск конвейеров в порядке, обратном направлению грузопотока, и остановка конвейеров в порядке направления грузопотока; автоматизированный контроль за работой конвейера и его элементов, при котором автоматически отключаются приводные двигатели в случае нарушения режима работы конвейера или отдельных его элементов. Основное направление развития современного шахтного транспорта — широкое применение наиболее производительного поточного транспорта, в частности, конвейерных и секционных поездов с донной разгрузкой; контактных и аккумуляторных электровозов с большим сцепным весом и системой импульсно-тиристорного управления тяговыми двигателями; систем автоматического вождения электровозов без машиниста; самоходных погрузочно-транспортных машин с дизельным и электрическим приводами и навесным сменным оборудованием многоцелевого назначения; подземных автосамосвалов большой грузоподъёмности; вспомогательного самоходного транспорта, монорельсовых и канатных дорог; средств пакетно-контейнерной доставки на рабочие участки вспомогательных грузов; комплексной механизации и автоматизации всех производственных процессов на погрузке, транспортировании и разгрузке с использованием компьютерной техники. 2.10 Основные правила безопасности при работе проходческих комбайнов Горнопроходческие работы — комплекс работ по проведению подземных горных выработок для геологической разведки, добычи полезных ископаемых, строительства подземных сооружений. Горнопроходческие работы подразделяются на основные и вспомогательные. Основные — разрушение горных пород, погрузка породы в транспортные средства, возведение постоянной крепи. Вспомогательные — монтаж проходческого оборудования, а также шахтной вентиляции, водоотлива, транспорта, возведение временной крепи, транспортировка породы, доставка оборудования и материалов. Для завершения всего комплекса горнопроходческих работ к намеченному сроку при наименьших затратах отыскивается оптимальное продолжение процесса относительно состояния, достигнутого в настоящий момент. Увязка во времени и пространстве основного и вспомогательного процессов отражается в технологических схемах горнопроходческих работ. Различают две основные категории технологических схем — поточную и цикличную. При поточной технологии горнопроходческих работ все основные технологические процессы совмещены во времени и практически выполняются непрерывно (например, проведение горной выработки проходческим комбайном с совмещением работ по возведению постоянной крепи). При цикличной технологии основные процессы осуществляются с перерывами, в строгой очерёдности одного за другим. Горнопроходческие работы ведутся по т.н. графику цикличности. Продолжительность цикла выбирают с расчётом выполнения его в целое число смен или выполнения в смену целого числа циклов. Цикл характеризуется продолжительностью во времени и подвиганиемзабоя, равным глубине шпуров с учётом коэффициентов использования шпуров при буровзрывном способе, или величиной шага возведения постоянной крепи при комбайновом способе.На выбор технологических схем и механизации горнопроходческих работ влияют горно-геологические (мощность пластов и крепость полезных ископаемых и пород, в которых ведутся работы, угол падения пластов, устойчивость пород при обнажении, газоносность, склонность к внезапным выбросам, водообильность и др.) и производственно-технические факторы (площадь сечения выработки, её протяжённость и срок службы, характер забоя, необходимые скорости проведения, применяемое оборудование и др.). При работе на комбайнах должны соблюдаться следующие основные требования правил безопасности. Перед пуском комбайна производится осмотр машины и перегружателей для установления неисправности машины в целом и ее узлов. Перед включением комбайна необходимо убедиться в отсутствии посторонних людей в забое и в непосредственной близости от комбайна, а перед подачей звукового сигнала предупредить словами «Берегись, включаю! «. Запрещается нахождение людей в забое впереди машиниста с любой стороны комбайна при автоматическом управлении им и при наличии »распорных устройств (установки аутригеров). Запрещается включение двигателей исполнительного и погрузочного органов под нагрузкой. В работающем комбайне должны быть установлены все ограждающие кожухи и блокировки, а при наличии пыли — должны находиться средства борьбы с ней; все электрооборудование комбайна и перегружателей, а также аппаратуры автоматического управления должны быть надежно заземлены через заземляющую жилу кабеля. Управление комбайном разрешается только в резиновых перчатках. Необходимо помнить, что опасным для человека может быть ток 0,05 А и напряжением 40 В. Исправление электрических соединений, вскрытие магнитных станций управления, вводных коробок двигателей, аппаратуры автоматического управления разрешается только электрослесарю, прошедшему специальное обучение по обслуживанию и ремонту комбайна. При смене резцов, осмотре или обслуживании комбайна, расштыбовке погрузочной части комбайна, а также при осмотре кровли забоя и производстве крепежных работ машинист должен обесточить комбайн. При работающем комбайне запрещается: нарушать блокировки станции управления и штепсельной муфты; проходить под перегружателями и находиться людям на крыше комбайна и гусеницах. Категорически воспрещается поправлять куски угля или породы на работающих питателе, конвейере и перегружателях. Комбайновый кабель должен быть подвешен вдоль выработки на элементах крепи. Длина неразвешанной части кабеля за комбайном не должна превышать 30 м. Запрещается укладывать находящийся под напряжением кабель в бухты или подвешивать его «восьмеркой». Браться за кабель под напряжением можно только в резиновых перчатках. Забой и места перегрузки должны быть освещены; работа на комбайне при выходе из строя его фар запрещается. При маневрах комбайна во избежание наездов на кабели, поломки секций перегружателя и наездов на стойки крепи помощник машиниста должен просматривать правую сторону машины и перегружателей, а машинист комбайна — левую. Категорически запрещается включать электродвигатель гусеничного хода комбайна без снятия распора и при опущенных аутригерах. Запрещаются ремонтные работы на питателе исполнительного органа. Исполнительный орган должен быть отведен в сторону или опущен на стойку (шпалу). Запрещается прокрутка исполнительного и погрузочного органов в ремонтных целях, если в зоне их действия находятся люди. Лицо, включающее комбайн, должно убедиться в отсутствии людей. При включенном, но не работающем комбайне машинист не должен отходить от пульта управления. Нельзя допускать случайного пуска машины другими лицами. При работе комбайна машинист должен, прислушиваясь, определять по звуку работу узлов комбайна, их приводов и электродвигателей. При появлении посторонних стуков, шумов, запаха горелой резины, искрения какого-либо механизма или перегрева комбайн должен быть остановлен до выяснения причин и устранения повреждения. Машинисту запрещается работать на комбайне при креплении выработки с отступлением от паспорта крепления, обнаружении содержания в воздухе метана сверх нормы, больших вывалах в забое и отступлении от правил эксплуатации комбайна. По окончании работы комбайн должен быть обесточен: блокировки поставлены в положение «Отключено», а кнопка и рукоятки — в нейтральное положение; исполнительный орган опущен на почву; горная масса отгружена в транспортные средства, а механизмы очищены от кусков породы, штыба и посторонних предметов. При передаче смены машинист обязан сообщить о состоянии механизмов своему сменщику или передать ему эти сведения через лиц технического надзора. При работе в тупиковом забое особое внимание необходимо обращать на строгое соблюдение Правил безопасности по пылегазовому режиму, вентиляции, а также по состоянию электрооборудования и электропроводки. При работе в забоях, опасных по газу, необходимо предусматривать установку на комбайнах специальных метан-реле, которые автоматически отключают комбайн в случае превышения допустимой концентрации метана. При работе в выработках с наклоном 6° и более комбайны должны иметь тормозные устройства с двумя независимыми приводами. Наиболее важными вопросами при работе комбайнов являются борьба с пылью и вибрациями. При работе проходческих комбайнов наибольшее количество пыли образуется при отбойке, погрузке и перегрузке горной массы. ЗАКЛЮЧЕНИЯ В данном курсовом проекте были выбраны и рассчитаны средства комплексной механизации очистного забоя, механизированный комплекс, совокупность кинематически связанных гидрофицированых передвижных секций крепи, забойных передвижных скребковых конвейеров, комбайнов. Нами был выбран механизированный комплекс марки КМ138 с мощностью пласта 1,8-3,5 и с углами падения 30 градусов. В дальнейшем мы выбрали механизированную крепь 4М138/4 и была проведенапроверка крепи на несущею способность, по полученным расчетом все требования выполняются. Далее мы рассчитали количества секций в лаве по данным наших расчетов их количество, составило 115 штук. Следующим шагом стало выбор выемочной машины. В каждом механизированном комплексе одного наименования могут применяться несколько типов узкозахватных комбайнов, поэтому задача выбора выемочной машины сводится к анализу соответствия конструкции и параметров этих машин условиям применения на данном угольном пласте. Нами был выбран узкозахватный комбайн К500. Выбор забойного конвейера, в каждом конкретном случае следует произвести проверку соответствия параметров забойного конвейера условиям эксплуатации и параметрам остального оборудования комплекса, по этим данным был выбран забойный конвейер СП301. Расчет скорости подачи очистного комбайна определяется по четырем ограничивающим факторам: мощности двигателя комбайна, вылету резца, газовому фактору и производительности забойного конвейера. После всех рассчитанных пунктов мы произвели расчет на теоретическую и техническую производительность комбайна К500. По данным расчета все требованья выполняются, теоретическая производительность комбайна составляет 979,44 т/ч, а теоретическая 117,53 т/ч. Мы посчитали, суточную нагрузку на очистной забой она составляет 1792,92 т. И по итогу приводится проверка механизированной крепи по фактору проветривания с учетом дегазации проверка успешно выполнена все данные сходятся. |