Будішевський В.О. Проектування транспортних систем енергоємних виробництв

Подождите немного. Документ загружается.

видачею в часі вугілля і породи в загальношахтну конвеєрну си-

стему визначається за формулою

цпрв

кlкSЕ

, м

де – перетин виробки, м

;

– змінне посування вибою, м;

пр

– коефіцієнт присічки,

пр

к =

;

– перетин породи, м

;

– коефіцієнт циклічності вивантаження породи з бункера.

При видачі породи в конвеєрну систему один раз в зміну

= 1. При видачі породи два рази в зміну к

= 0,5.

При зміні коефіцієнта присічки в процесі проходки для

розрахунку приймається його найбільше значення.

Бункер в пристовбурному дворі

У цьому випадку бункер забезпечує ритмічність і незалеж-

ність роботи скіпового підйому від системи підземного транспо-

рту (технологічна ємність).

Найменша необхідна місткість технологічного бункера, що

забезпечує погоджену роботу магістрального конвеєрного

транспорту і скіпового підйому, визначається за формулою

(max)1

кt

, м

де

1(max)

– максимальне значення хвилинного вантажопотоку,

що надходить у бункер з магістрального конвеєра

(конвеєрів), т/хв;

– тривалість повного циклу роботи скіпового підйому, хв;

к′– коефіцієнт, що залежить від типу скіпового підйому. При

односкіповому підйомі

к′ = 1, при двоскіповому підйомі

к′ = 0,5.

При електровозному відкочуванні технологічна ємність в

пристовбурному дворі біля скіпового підйому повинна дорівню-

вати вантажопідйомності двох составів вагонеток, що надходять

у пристовбурний двір.

281

При завантаженні технологічного бункера одночасно з

конвеєра і з вагонеток необхідна його місткість визначається як

сума зазначених місткостей.

Місткість аварійного бункера біля скіпового стовбура ви-

значається на підставі табл. 9.3.

За необхідністю зупинки роботи скіпового підйому міст-

кість бункера, установлюваного в пристовбурному дворі, визна-

чається з вираження

гп

tа

)(1

, м

, (9.3)

де

– час змушеної зупинки скіпового підйому, хв.

Визначення продуктивності розвантаження

бункерів у конвеєрних системах

У конвеєрній системі шахти, як правило, є не один, а кіль-

ка бункерів. Останні можуть бути розташовані в різних місцях

транспортної системи. Проте, функціонування бункерів відбува-

ється взаємозалежно і цей факт необхідно враховувати при роз-

рахунку продуктивності розвантаження бункерів, конкретні зна-

чення яких для кожного з бункерів повинні розраховуватися на

певний період експлуатації. При зміні умов роботи (величини

вантажопотоків, параметрів надійності і пропускної здатності

транспортних ліній, кількості бункерів у системі і т.д.) продук-

тивність розвантаження підлягає перерахунку.

З огляду на те, що в транспортній системі співвідношення

місткостей бункерів і вхідних у них вантажопотоків може бути

різним, при розрахунку продуктивності розвантаження бункера

приймається середня величина його заповнення за час простоїв

підбункерної конвеєрної лінії, що визначається як

прп

tа

)(1

, м

де

1(п)

– середнє значення вантажопотоку, що надходить у бункер з

очисних і підготовчих вибоїв за оперативний час, т/хв;

пр

– середня тривалість простою підбункерної конвеєрної лінії,

величина якої, згідно статистичних даних, перебуває в ме-

жах 25...40 хв.

282

Продуктивність розвантаження повинна виключати пере-

вантаження конвеєрів за приймальною здатністю і технічною

продуктивністю і забезпечувати ефективне використання усіх

бункерів. Для будь-якого бункера даної транспортної системи

продуктивність розвантаження знаходять за формулою

γ+=

)(1

аQ

пб

,м

де

– шукана продуктивність розвантаження бункера, т/хв;

– постійний параметр для всіх бункерів даної транспортної

системи, що характеризує розрахунковий час розванта-

ження бункерів.

При відомому змінному видобутку з кожного очисного і

підготовчого вибоїв для кожного бункера значення , можна

визначити за формулою

)(1 п

регзм

змi

tТ

∑∑

== 11

)(1

, т/хв,

де

змі

– сумарний вантажопотік, що надходить у бункер з очис-

них вибоїв протягом зміни, т/зміна;

пі

– сумарний вантажопотік, що надходить у бункер з підго-

товчих вибоїв протягом зміни, т/зміна;

зм

– тривалість робочої зміни, хв;

рег

– час регламентованих перерв протягом зміни, хв. Звичайно

враховується час, необхідний для щозмінного огляду і

ремонту механізмів.

Для кожного конвеєра розраховується два значення

С, від-

повідно виходячи з його технічної продуктивності

і прийма-

льної здатності

⋅−−

⋅+

∑∑

кi

ijni

niijmjij

кi

iji

iкj

LaaLQL

LEEL

)(

283

−−

∑∑

−=

−

−=

−

кi

niijnj

кi

aaLQ

)(

де

кj

– довжина j–го конвеєра, м;

– відстань від i–го бункера до розвантажувального кінця j–

го конвеєра;

– число бункерів, що розвантажуються безпосередньо на j-й

конвеєр;

-1 – число бункерів, установлених у транспортній лінії до

j-го конвеєра (рахуючи за ходом вантажопотоку);

∑

−

E – сума середніх величин заповнення бункерів за час

простоїв підбункерної конвеєрної лінії, установлених

до

j-го конвеєра, м

;

∑

−=

кi

– сума середніх величин заповнення бункерів за час

простоїв підбункерної конвеєрної лінії, що розван-

тажуються безпосередньо на

j-й конвеєр, м

;

∑

−

)(

a – сумарний вантажопотік, що надходить у бункери

до

j-го конвеєра, т/хв;

∑

−=

кi

)(

– сумарний вантажопотік, що надходить у бункери,

розташовані безпосередньо на

j-му конвеєрі, т/хв.

Якщо усі розрахункові значення

> 0, то всі бункери даної

транспортної системи в розглянутий період експлуатації мають

резерви пропускної здатності у всіх елементах транспортної

системи, про кількісне значення яких можна судити з величин

284

Найменший резерв буде мати конвеєр, у якого параметр

має максимальне значення. Позначимо його

. Подальший роз-

рахунок

бі

ведеться виходячи з обраного C

Якщо усі або частина розрахункових значень

< 0, то усі

або частина конвеєрів транспортної системи зарезервовані недо-

статньо і стримують роботу вибоїв. У такому випадку буде про-

являтися тенденція до періодичного переповнення бункерів.

Щоб у цьому випадку знайти оптимальну продуктивність жи-

вильників, необхідно на числа отриманих негативних значень

вибрати мінімальне за модулем.

У розгалужених конвеєрних системах може бути не одна, а

кілька стримуючих ланок (конвеєрів). Причому, вони можуть

перебувати в дільничних, проміжних і головних збірних лініях.

Вибір значень параметра

в таких випадках виконується в на-

ступній послідовності.

З розрахованих для всіх конвеєрів системи значень

при-

ймається значення

, що повинне бути максимальним з усіх C

якщо вони позитивні, і мінімальні за модулем, якщо є хоча б од-

не негативне значення

Спочатку з'ясовують, де конкретно перебуває стримуюча

ланка.

Якщо вона перебуває в одній з дільничних ліній, то за пер-

шим

розраховується продуктивність живильників тільки тих

бункерів, які примикають до даної лінії до стримуючої ланки. По-

тім вибирається наступне значення

і розрахунок виконується

для бункерів, що примикають уже до іншої стримуючої ланки, за

винятком тих бункерів, для яких вони були визначені раніше, і да-

лі, поки не будуть визначені продуктивності живильників для усіх

бункерів.

Якщо в транспортній системі поряд з бункерами є безбун-

керні пункти завантаження, то при розрахунку уставок продук-

тивності живильників необхідно для таких пунктів навантажен-

ня приймати не середнє, а максимальне значення вантажопото-

ку, що надходить. Іншими словами, для безбункерних пунктів

навантаження у формулу (9.3) варто підставляти

(max)1)(1

=0. Увесь інший розрахунок ведеться аналогічно.

285

9.1.3. Приклади розрахунків бункерів

Приклад 1. Зробимо розрахунок вугільного бункера скіпо-

вого стовбура шахти «Красноармійська-Західна №1», у який

надходить вантажопотік усієї шахти.

Вихідні дані.

Спосіб завантаження бункера

− з магістрального конвеєра;

Максимальне значення хвилинного вантажопотоку:

т/хв. 21

(max)1

Підйом двоскіповий із тривалістю циклу роботи

= 1,45

хв.

Найменша необхідна місткість технологічного бункера, що

забезпечує погоджену роботу магістрального конвеєрного

транспорту і скіпового підйому, визначається за формулою

04,195,045,1

8,0

(max)1

=⋅⋅=

= кt

де

′

– коефіцієнт, що залежить від типу скіпового підйому, при

двоскіповому підйомі

′

= 0,5.

Приклад 2. Визначимо ємність бункера як засобу переван-

таження основного вантажопотоку з конвеєрного транспорту на

локомотивний на ухилі № 1 шахти «Родинська».

Вихідні дані:

змінний видобуток = 718 т/зміна;

∑

зм

насипна щільність вугілля

γ = 0,85 т/м

;

тривалість робочої зміни

зм

= 360 хв.

Необхідна місткість одного бункера

ycpnср

ktа

де

ср

– середнє значення вступника в бункер вантажопотоку за

оперативний час, т/хв;

360

718

===

∑

зм

ср

т/хв,

286

де

γ – насипна щільність вугілля, γ = 0,85 т/м

;

п.ср

– середній час одного простою навантажувального пункту

через відсутність порожніх поїздів,

п.ср

=20 хв;

– коефіцієнт, що враховує необхідний рівень зниження

простоїв (табл. 9.1.),

= 3,0.

141

85,0

3202

⋅

=Е м

Приклад 3. Розглянемо варіант установки усереднюючих

бункерів на бортових виробках блоку №6 шахти «Красноармій-

ська-Західна №1», (рис .4.22).

Вихідні дані:

тип бункера - що згладжує;

максимальний хвилинний вантажопотік

1(max)

= 3,44 т/хв;

середній хвилинний вантажопотік

1(n)

= 2,03 т/хв;

насипна щільність вугілля

γ = 0,85 т/м

;

коефіцієнт нерівномірності

=1,7.

Задаємося глибиною згладжування

= 25%.

Необхідне значення місткості бункерів, що згладжують

(усереднюють)

∑

)(1

де

– розрахунковий коефіцієнт (табл. 9.2), прийнятий залежно

від прийнятої глибини згладжування

і хвилинного

коефіцієнта нерівномірності

, що надходить у бункер

вантажопотоку,

=1.

4,203,2

85,0

=⋅=Е м

Продуктивність розвантаження бункера, що згладжує (усе-

реднює)

варто приймати залежно від прийнятої глибини

згладжування.

Якщо

≤50% , те Q

= Q

, тобто можна прийняти підбун-

керний конвеєр із приймальною здатністю

08,3

100

)03,244,3(25

44,3

100

)(

max

max1

−

−=

−

−==

cpc

пб

аQQ

т/хв.

287

Провівши аналогічний розрахунок для інших штреків 6-го

блоку одержимо:

б2

= 7,6 т/хв (для 6–ї північної бортової конвеєрної виробки);

б3

= 0,225 т/хв (для 4 – го північного конвеєрного штреку);

б4

= 0,216 т/хв (для 7 – го північного конвеєрного штреку).

Приймальна здатність підбункерного конвеєра

12,1108,3216,0225,06,7

=+++==

∑

iп

PQ т/хв.

Таким чином, установка бункера, що усереднює, дає мож-

ливість, зменшуючи приймальну здатність підбункерного кон-

веєра, досягти установки менш потужного конвеєра.

Приклад 4. Розглянемо варіант установки бункера, що усе-

реднює, для бортової конвеєрної виробки 6-ї північної лави (див.

рис.4.22) блоку №6 шахти «Красноармійська-Західна №1».

Вихідні дані:

тип бункера - що згладжує;

середній хвилинний вантажопотік

1(n)

= 3,2 т/хв;

коефіцієнт нерівномірності

=2,7;

глибина згладжування

= 75%.

Необхідне значення місткості бункера, що згладжує (усе-

реднює)

∑

)(1

де

– розрахунковий коефіцієнт (табл. 9.2), прийнятий залежно

від прийнятої глибини згладжування

і хвилинного ко-

ефіцієнта нерівномірності

, вантажопотоку, що надхо-

дить у бункер,

=3.

112,3

85,0

=⋅=Е м

Приймаємо бункер БС-35П, що має параметри:

місткість - 35т;

продуктивність вивантаження – 2,55 м

/хв;

потужність привода - 32 кВт.

288

9.2. ШТОВХАЧІ

Навантажувальні і розвантажувальні пункти, розташовані

на стику двох транспортних ланок, повинні забезпечити потоко-

ву роботу усієї транспортної системи. Якщо стики ланок конве-

єрного транспорту здійснюються відносно просто

− досить об-

ладнати перевантажувальний вузол, то перевантаження копали-

ни, що транспортується з конвеєра в поїзди, а також із поїздів у

приймальні пристрої пов'язана з виконанням різних технологіч-

них операцій: на навантажувальному пункті

− пересування поїз-

да по мірі його заповнення, перекриття міжвагонеточного прос-

тору, ущільнення вугілля у вагонетках; на розвантажувальному

пункті

− пересування поїзда або окремих вагонеток по мірі роз-

вантаження, розвантаження поїздів і їх очищення.

Найбільш доцільним механізмом для пересування поїздів,

що дозволяють здійснити комплексну механізацію і автоматиза-

цію робіт на навантажувальних і розвантажувальних пунктах,

варто вважати штовхач.

З існуючих типів штовхачів найбільш придатним для пере-

сування нерозчіплювальних поїздів у процесі їх навантаження і

розвантаження є електрогідравлічні штовхачі. Компактність,

можливість безступінчастого регулювання швидкості штовхача,

плавна характеристика і гарне запобігання від перевантажень,

висока надійність у роботі, зручність монтажу і невеликі габари-

ти вигідно відрізняють цей тип штовхачів. Завдяки зазначеним

перевагам електрогідравлічні штовхачі типів ПТВ, ППГ і інші

знаходять все більше поширення.

Електрогідравлічні штокові штовхачі, так само як і інші

типи

− ланцюгові, рейкові і ін., мають невелику величину ходу

кулака і можуть працювати лише на прямолінійних ділянках. У

тих випадках, коли поїзди або одиночні вагонетки повинні пе-

реміщатися на більші (50-100 м) відстані як за прямолінійною,

так і за вигнутою трасою, застосовують канатні штовхачі типу

ТКС.

Визначення потужності привода штовхачів

289

Сила опору проштовхуванню поїздів через перекидач у пе-

ріод зрушення:

()

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

+±ω+

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

+±ω+=

igzG

igzGGW

порпорннн 00

, Н

де G, G

– маса вантажу і вагонетки, кг;

, z

пор

– число відповідно навантажених і порожніх вагоне-

ток, що проштовхуються штовхачем;

, ω

пор

– коефіцієнт опору руху навантажених і порожніх ва-

гонеток;

i – ухил шляху (знак «+» – при русі на підйом, знак «–» –

під час руху під ухил);

а – прискорення поїзда під час зрушення з місця,

а=0,2...0,25м/с

;

k – коефіцієнт, що враховує інерцію обертових мас, k = 1,075.

Потужність електродвигуна за максимальним зусиллям

1000

, кВт,

де

v – швидкість руху кулака штовхача, м/с;

η – ККД привода, η = 0,83 - 0,9.

Тривалість ходу кулака штовхача

t = t

+ t

, с,

де

, t

– тривалість відповідно до періоду розгону, усталеного

руху і гальмування, с.

Якщо враховувати зміну швидкості штовхача за лінійним

законом, то

t =

, с;

−=

, с;

t =

, с,

де

– сповільнення кулака штовхача, a

= 0,3...0,4м/с

290