Будішевський В.О. Проектування транспортних систем енергоємних виробництв

Подождите немного. Документ загружается.

[S] - припустиме розривне зусилля, Н, [S] = 139500 Н.

max

′

= 34500 Н,

[]

mm === 4

34500

139500

Умова виконується.

Середньоквадратична потужність

θ+

рей

рр

ТNTN

де T

pей

– тривалість руху поїзда в одному напрямку.

500

1000

===

с;

θ – сумарна тривалість пауз у кінцевих пунктах,

= 120 с.

1205002

5002750030

+⋅

⋅+⋅

N кВт.

Дорога ДКН-1 має двигун потужністю 75 кВт і в розгляну-

тому прикладі ця дорога буде працювати без перевантаження

двигуна.

271

ГЛАВА 9

9.1. БУНКЕРИ

9.1.1. Загальні положення

Підземні бункери підрозділяють за функціональними озна-

ками на технологічні і аварійні.

До технологічних відносять приймальні, навантажувальні

(що згладжують, усереднюють, змішують, поділяють), дозуючі,

збезводнювальні бункери, особливістю яких є виконання певних

функцій за умов нормального (неаварійного) режиміу роботи

шахти. До аварійних (акумулюючих) відносять бункери, при-

значені для акумулювання корисної копалини або породи з очи-

сних і підготовчих вибоїв у періоди, коли транспортна система

шахти або її окремі ланки простоюють через технічні неполадки

або організаційні непогодженості. Технологічні і аварійні бун-

кери відіграють важливу роль в організації процесів добування і

транспортування корисних копалин, особливо в тих умовах, де

досягається високий рівень концентрації і інтенсивності вироб-

ництва. Підземні бункери підрозділяються на два основні види:

гірничі і механізовані

(механічні).

Гірничими назива-

ються бункери, у яких

ємністю, що вміщує ван-

таж, є безпосередньо

гірнича виробка (рис.

9.1). Механізованими

називаються бункери,

що мають розбірну єм-

ність заводського виготовлення, установлювану в гірничих ви-

робках з необхідними ПБ проміжками, і оснащені механізмами

для розподілу вантажу в ємності і його вивантаження. У деяких

конструкціях підземних бункерів можуть сполучатися ознаки як

Рисунок 9.1. Вертикальні гірничі бункери

із щілинними випускними отворами

272

гірничих, так і механізованих бункерів. Гірничі бункери устат-

ковуються у вертикальних, крутопохилих і горизонтальних ви-

робках.

Рисунок 9.2. Схема установки бункера БС60

у дільничному квершлагу

Механізовані бункери встановлюються, як правило, в го-

ризонтальних і пологопохилих виробках. За необхідністю меха-

нізовані бункери можна перемонтувати (пересувати) з одного

місця роботи на інше. Гірничі бункери відрізняються більшим

розмаїттям конструкцій, що обумовлено розходженням функці-

онального призначення, станом гірничого масиву, у якому вони

споруджуються, способами боротьби з перездрібнюванням, тер-

мінами служби, фізико-механічними властивостями матеріалу,

що акумулюється, місцем розташування в системі підземного

транспорту. Основними складовими частинами гірничих бунке-

рів є власне бункер (частина, що вміщує вантаж), завантажува-

льна і розвантажувальна камери. У завантажувальній камері

розміщається устаткування для завантаження бункерів: конвеє-

ри, розвантажувальні криві, перекидачі вагонеток, розгінні жо-

273

лоби спіральних спусків, монтажні вантажопідйомні пристосу-

вання, вентиляційні і аспіраційні пристрої, устаткування для ви-

ділення і дроблення негабаритних шматків гірничої маси і т.д. У

розвантажувальній камері розміщаються затвори, живильник,

рейковий шлях або приймальні конвеєри. Частини бункерів, що

вміщують вантаж, можуть мати форму циліндра, призми, кону-

са, піраміди і т.д., а їхні поперечні перерізи − прямокутну, круг-

лу і овальну форму. Місткість відомих конструкцій гірничих

бункерів досягає 2500 м

Приклад установки бункера в гірничій виробці наведений

на рис 9.2.

9.1.2. Визначення технологічних параметрів бункерів

Бункер у системі

«дільничний конвеєр - бункер - локомотивне відкочування»

У цьому випадку бункер використовується для забезпе-

чення безперервної роботи вибоїв під час тимчасової відсутності

поїздів порожніх вагонеток на навантажувальному пункті, а та-

кож для прискорення процесу завантаження вагонеток, що збі-

льшує продуктивність локомотивного відкочування.

Необхідна місткість бункера E визначається за формулою

ycpnср

ktа

, м

(9.1)

де а

ср

– середнє значення вступника в бункер вантажопотоку за опе-

ративний час, т/хв;

γ – насипна щільність вугілля, т/м

;

п.ср

– середній час одного простою навантажувального пункту

через відсутність порожніх поїздів, визначається шля-

хом хронометражних спостережень або з аналізу графі-

ка руху поїздів з урахуванням фактора випадковості. За

даними хронометражних спостережень на діючих шах-

тах з локомотивним відкочуванням магістральними го-

ризонтальними виробками t

п.ф

= 15...20 хв;

274

– коефіцієнт, що враховує необхідний рівень зниження

простоїв. Вибирається з табл. 9.1.

Рекомендується приймати рівень зниження транспортних

простоїв для комплексно-механізованих лав 95 %, відповідно k

= 3,0.

Таблиця 9.1.

Рівень зниження простоїв, %

70 80 90 95

1,2 1,6 2,3 3,0

Середнє значення вантажопотоку, що поступає в бункер, за

оперативний час визначається за формулою

зм

ср

∑

,т/хв, (9.2)

де – сумарний змінний видобуток, що надходить від n

вибоїв у бункер, т/зміна;

∑

зм

– тривалість робочої зміни, хв. У випадку, коли протягом

робочої зміни плануються регламентовані технологічні

перерви (t

рег

) у подачі вантажу в бункер, у формулі (9.2)

замість Т

зм

підставляється Т

зм

- t

рег

Якщо в навантажувальному пункті є незнижуваний запас

порожніх вагонеток, то необхідна місткість бункера визначається

як різниця між величиною, знайденою за формулою (9.1), і су-

марною місткістю порожніх вагонеток.

Продуктивність розвантаження бункера повинна бути рів-

ною або більшою середньої величини вступника в бункер ван-

тажопотоку за машинний час а

ср

Технічна продуктивність комплексу обладнання наванта-

ження вагонеток повинна бути не нижче прийнятої продуктив-

ності підбункерного живильника. Необхідна продуктивність ме-

ханізмів завантаження бункера залежить від максимальної ін-

тенсивності вантажопотоку, що надходить. Вона визначається

для усіх механізованих бункерів, а також для гірничих бункерів,

275

завантаження яких здійснюється розподільним конвеєром, скре-

бковим ланцюгом, плужковими скидачами і т.п.

Бункер у системі «конвеєр – бункер - конвеєр»

У даній системі бункер може мати два призначення:

− зменшення нерівномірності забійних вантажопотоків –

бункер, що згладжує (усереднює);

− прийняття для тимчасового зберігання вантажу в пері-

оди відмов або зупинок підбункерних конвеєрів - ава-

рійний (акумулюючий) бункер.

Глибина згладжування (усереднення) може змінюватися

від максимального хвилинного до середнього хвилинного

за оперативний час а

ср

вантажопотоку, що надходить в бункер.

(max)1

Під час проектування конвеєрних систем глибину згла-

джування варто обмежуватися величиною середньохвилинного

вантажопотоку за час його надходження а

ср

Глибину (рівень) згладжування δ

зручно виражати у від-

носних одиницях і визначати за формулою:

%100

max

⋅

−

=δ

де Q

– продуктивність розвантаження бункера, т/хв.

Діапазон зміни δ

рекомендується приймати в межах від 0

до 100 %. При δ

= 100 % здійснюється повне згладжування

(усереднення) нерівномірного вантажопотоку до значення се-

редньохвилинного вантажопотоку (Q

= а

ср

) за час його над-

ходження.

За необхідністю глибина згладжування може перевищува-

ти 100 %. Однак такий режим роботи бункера варто застосову-

вати лише у виняткових випадках (на діючих шахтах, де не мо-

жлива заміна встановлених раніше підбункерних конвеєрів на

більш продуктивні конвеєри).

Оптимальна глибина згладжування (усереднення) нерів-

номірності вантажопотоку в кожному конкретному випадку мо-

276

же бути встановлена на підставі техніко-економічного розра-

хунку з урахуванням вартості бункера різної місткості і величи-

ни ефекту, одержуваного від згладжування нерівномірності ван-

тажопотоку .

У тому випадку, коли максимальне значення хвилинного

вантажопотоку, що надходить у бункер (

max

), більше приймаль-

ної здатності підбункерного конвеєра (Q

), необхідна мінімальна

глибина згладжування

%100

max

⋅

−

=δ

Продуктивність розвантаження бункера, що згладжує

(усереднює), Q

варто приймати залежно від прийнятої глибини

згладжування.

Якщо δ

≤ 50% , то можна приймати Q

= Q

Якщо δ

> 50%, продуктивність розвантаження бункера Q

не повинна перевищувати технічну продуктивність підбункер-

ного конвеєра (обраного раніше за експлуатаційним наванта-

женням), тобто Q

≤ Q

Місткість бункерів, що згладжують (усереднюють), залежить

від характеристики вступника в бункер вантажопотоку і прийнятої

глибини його згладжування і визначається за формулою

∑

)(1

, м

де a

1(n)

– середній хвилинний вантажопотік з одного очисного

вибою, т/хв;

– розрахунковий коефіцієнт (табл. 9.2 ), прийнятий за-

лежно від прийнятої глибини згладжування δ

хвилинного коефіцієнта нерівномірності к

вантажо-

потоку, що надходить в бункер.

Значення максимального хвилинного збірного вантажопо-

току, що надходить із двох і більше очисних вибоїв, а також ко-

ефіцієнт нерівномірності встановлюється за вказівками наведе-

ними вище.

Місткість аварійного (акумулюючого) бункера визначаєть-

ся за табл. 9.3, залежно від необхідного рівня зниження простоїв

277

з вини транспорту (

). Час простоїв Т

пр

вибою через відмови

транспортної лінії в середньому за час робочої зміни Т

зм

визна-

чається за формулою

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

−=

∏

гiзмпр

кТТ

де к

гi

– коефіцієнт готовності і-го конвеєра в лінії. Для стрічко-

вих конвеєрів

гi

лежить у межах 0,985…0,995, для

скребкових – 0,975…0,98. При наближених розрахунках

можна користуватися значеннями: для стрічкових кон-

веєрів

гi

= 0,99, для скребкових к

гi

= 0,98.

Таблиця 9.2.

Відносна глибина згладжування (усереднення)

вантажопотоку, δ

, %

Хвилинний коефіцієнт

нерівномірності ванта-

жопотоків, що надходять

до бункеру, к

25 50 75 100 125 150

1,2 1 1 2 3 5 10

1,6 1 2 3 7 20 35

2,0 1 2 5 10 30 80

2,4 1 2 6 12 40 -

2,8 1 3 7 15 60 -

Під час установки бункера час простоїв знижується до ве-

личини

()

гi

гiзмпр

ккТТ −

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

−=

∏

Місткість аварійного бункера рекомендується обирати за

умови забезпечення найбільшого (за табл. 9.3) рівня зниження

простоїв, тобто при к

= 0,95 %.

Користуючись даними табл. 9.3, можна визначити рівень

зниження простоїв вибою, якщо місткість бункера обмежена

гірничотехнічними умовами (

< 95%).

Продуктивність розвантаження аварійного (акумулюючо-

го) бункера варто приймати рівною або меншою технічної про-

278

дуктивності підбункерного конвеєра, але з коефіцієнтом резерву

не менш 1,3 стосовно середнього значення вантажопотоку, що

надходить у бункер за оперативний час

mбп

QQа ≤

)(1

3,1 .

Таблиця 9.3

При рівні зниження простоїв, %

Величина середньо-

змінного вантажопо-

току, що надходить у

бункер, т

40 - 50 60 - 65 70 - 75 80 - 85 90 – 95

150-300 6 - 20 13 - 28 15 - 35 20 - 48 30 – 70

300-400 12 - 30 25 - 41 30 - 55 40 - 70 60 – 100

450-600 20 - 40 40 - 55 50 - 70 50 - 95 90 – 150

600-750 25 - 50 50 - 70 60 - 90 80 - 120 100 – 180

750-900 30 - 60 65 - 80 75 - 105 100 -140 130 – 220

900-1000 40 - 70 75 - 96 90 - 120 110 - 160 150 – 270

1000-1250 45 - 80 80 - 120 100 - 140 130 - 200 190 – 310

1250-1500 50 - 100 100 - 140 130 - 170 170 - 240 240 – 580

Бункер у системі

«локомотивний транспорт-бункер-конвеєр»

У цьому випадку бункер повинен забезпечувати високу

продуктивність розвантаження вагонеток на обмінному пункті і

рівномірне завантаження підбункерного конвеєра.

Продуктивність розвантаження бункера на обмінному

пункті визначається з вираження

срн

рб

кQ

, т/хв,

де G – середня вантажопідйомність одного поїзда вагонеток, т;

к – коефіцієнт резерву продуктивності розвантаження бунке-

рів, приймається в межах 1,3...1,5;

н.ср

– середній час між прибуттям на обмінний пункт наванта-

жених составів, хв. Визначається за даними хронометра-

жних спостережень або з аналізу графіка руху поїздів. За

наближеними розрахунками рекомендується користува-

тися формулою

279

∑

ізм

зм

срн

GТ

, хв.

Для високопродуктивних обмінних пунктів при викорис-

танні вагонеток з донним розвантаженням місткість бункера по-

винна бути не менш 1,0 - 1,5 середньої вантажопідйомності ва-

гонеток, що надходять на обмінний пункт.

Для обмінних пунктів з розвантаженням вагонеток за до-

помогою перекидача місткість бункера визначається з урахуван-

ням продуктивності підбункерного конвеєра, але не менш су-

марної місткості 2-3 вагонеток.

Довжина вантажної вітки рейкового шляху на обмінному

пункті повинна забезпечувати:

− при роботі на горизонті до трьох локомотивопоїздів -

розміщення не менш одного навантаженого поїзда;

− при роботі на горизонті більше трьох локомотивопоїз-

дів

− розміщення не менш півтора навантажених поїз-

дів.

Якщо бункер у системі «локомотивне відкочування - кон-

веєр» служить також для компенсації простоїв підбункерної

конвеєрної лінії, то до місткості бункера, що повинна бути не

менш 1,0...1,5 середньої вантажопідйомності поїздів вагонеток,

що надходять на обмінний пункт, варто додати місткість аварій-

ного бункера, обумовлену за табл.9.3.

Якщо бункер завантажується одночасно конвеєрним

транспортом і з вагонеток, то його місткість визначається як су-

марна.

Бункер біля підготовчого вибою

Бункер біля підготовчого вибою дозволяє попередньо на-

копичувати породу, а потім транспортувати її окремо від вугілля

в спеціально виділені для цього проміжки часу робочих і ре-

монтно-підготовчих змін.

Місткість породного бункера для обслуговування підго-

товчого вибою при проведенні гірничої виробки з роздільною

280