Будішевський В.О. Проектування транспортних систем енергоємних виробництв

Подождите немного. Документ загружается.

– нормативний коефіцієнт ефективності.

Вартісні показники конкуруючих видів транспорту гір-

ничих підприємств дозволяють визначити області раціональ-

ного застосування засобів транспорту в підземних горизон-

тальних і похилих виробках вугільних шахт, витрати на

утримування систем підземного транспорту і інші економічні

показники. Установлено, що наведені витрати на транспорті

є функціями переміщуваних вантажопотоків і довжини

транспортування.

Використовуючи розгорнуті формули і таблиці заеле-

ментного визначення експлуатаційних і капітальних витрат,

можна встановити добові наведені витрати на транспорту-

вання. Для конкуруючих видів основного і допоміжного

транспорту з точністю припустимих інженерно-економічних

розрахунків добові наведені витрати

С при незмінній довжи-

ні транспортування можуть бути представлені багаточленом

С = (К

АL + К

L + К

+ К

А + К

)

, грн/доба,

де L – довжина виробки, км;

А – добовий вантажопотік основного транспорту, т/доба;

, …, К

, – розрахункові коефіцієнти, приймають згідно з

табл. 11.6;

– курс долара в гривнях.

По мірі відпрацьовування шахтного поля змінює місцезна-

ходження лава, змінюється довжина дільничної виробки і, від-

повідно, довжина транспортування. Отже, будуть змінюватися

величини наведених добових витрат. Порівняння конкуруючих

сполучень засобів основного і допоміжного транспорту доцільно

проводити за наведеними добовими витратами при різних дов-

жинах транспортування і сумарним наведеним добовим витра-

там, визначуваним виразом:

...

max

5,0

5,10,15,0

5,0

ССССС +++++=

−

∑

331

де

0,5

, С

1,0

, С

1,5

, – наведені добові витрати при відповідних

довжинах транспортування.

max

Таблиця 11.6.

Коефіцієнти багаточлена

Тип виро-

бки

Основний

транспорт

Допоміжний

транспорт

конвеєр Л 80 монорейковий 0,008 146,71 0 0 63,82

конвеєр Л 65 монорейковий 0,009 225,16 0 0 43,20

конвеєр Л 80 локомотивний 0,008 123,32 4,67 0 81,89

конвеєр Л 65 локомотивний 0,009 201,77 4,67 0 61,27

локомотив АМ8 локомотивний 0,181 - 24,87 0 0,050 191,32

локомотив АРП10 локомотивний 0,148 - 25,09 0 0,013 208,49

Дільничні

локомотив АРП14 локомотивний 0,081 - 10,14 0 0,069 258,77

конвеєр 1Л 100 локомотивний 0,040 94,76 0 0,003 183,57

конвеєр Л 80 локомотивний 0,042 321,95 0 0,003 183,56

локомотив АРП14 локомотивний 0,080 - 5,54 0 0,067 220,17

Капітальні

локомотив АРП28 локомотивний 0,060 - 8,34 0 0,049 292,19

Розраховані відповідно до описаної методики наведені ви-

трати конкуруючих видів і засобів основного і допоміжного

транспорту використовуються при побудові моделей графів сис-

тем внутрішахтного транспорту і рішенню завдань, пов'язаних з

їхньою оптимізацією за критерієм витрат на транспортування

вантажів.

На стадії проектування нових шахт найважливішим за-

вданням є не тільки забезпечення низької собівартості видобут-

ку вугілля, але і здешевлення вартості шахтного будівництва. У

цих умовах основним економічним критерієм оптимальності

технологічної схеми підземного транспорту може служити ве-

личина наведених витрат з процесу «підземний транспорт», що

характеризує не тільки очікувані експлуатаційні витрати після

уведення шахти в експлуатацію, але і швидкість окупності капі-

тальних витрат, вкладених при будівництві шахти.

В окремих випадках крім основних критеріїв оптимальнос-

ті можуть застосовуватися і інші додаткові показники, зокрема

трудові витрати для ланок підземного транспорту. При цьому на

332

моделях графів у якості «довжин» дуг проставляються не вар-

тісні дані, а трудові витрати в людино-змінах для кожної транс-

портної ланки.

Оптимізація за прийнятим критерієм технологічних схем

підземного транспорту для діючих шахт може провадитися як за

станом на момент складання відповідних графів, так і на май-

бутні періоди, виходячи з передбаченого планом гірничих робіт

розташування транспортних виробок на кінець кожного періоду.

Найбільш повні результати можуть бути отримані, коли моделі

графів складаються відповідно до плану розвитку гірничих робіт

шахти, розробленим на кілька років, і при цьому кожна модель

будується з урахуванням очікуваного розташування транспорт-

них виробок і розмірів вантажопотоку на кінець кожного року.

У цьому випадку отримані на кожному графі величини сумар-

них витрат у зміну за кожним варіантом технологічної схеми

транспорту шахти множаться на число планованих змін у році,

що визначає річні сумарні транспортні витрати за розглянутими

варіантами. Оптимальним стане той варіант, при здійсненні яко-

го сумарні транспортні витрати шахти за кілька розглянутих ро-

ків будуть мінімальними.

При визначенні витрат для тих ділянок, де протягом року

відстань транспортування змінюється, варто виходити із серед-

ньої довжини транспортування в розглянутому році.

При встановленні оптимальної технологічної схеми підзе-

много транспорту для проектованої нової шахти необхідно бу-

дувати моделі графів для декількох періодів розвитку гірничих

робіт, передбачених проектом, і після їхнього обрахування виб-

рати такий варіант схеми, при якому величина прийнятого еко-

номічного критерію оптимальності в сумі за усі ці періоди буде

найменшою.

При оптимізації за допомогою ЕОМ комплексної матема-

тичної моделі шахти в цілому, що охоплює всі процеси вуглеви-

добутку, розглянуті вище графи, що відображають транспортні

схеми, повинні бути представлені у вигляді комп'ютерної про-

грами і увійти складовою частиною в загальношахтну модель.

333

11.4. ОРГАНІЗАЦІЯ РОБОТИ ТРАНСПОРТУ

Основними питаннями організації транспорту є: плануван-

ня роботи стаціонарних установок і самохідного транспорту;

планування роботи транспорту в цілому для вугільного підпри-

ємства; диспетчерський контроль і управління роботою усього

транспорту.

План роботи оформляють у вигляді графіка або розкладу

роботи установок. Вихідними даними є плановий технологічний

графік роботи шахти.

Для складання плану роботи з ділянки необхідно знати:

графік роботи добувних і підготовчих ділянок; роботу усіх ста-

ціонарних установок, локомотивного відкочування, розміщення

вагонеточного парку, а також розклад руху пасажирських поїз-

дів. Плани роботи окремих установок обов'язково погоджують у

часі і перевіряють для кожного вантажу окремо − від початкової

до кінцевої станції транспортування.

До операцій у часі ставляться: прийом і здача змін маши-

ністами, перевезення необхідних вантажів, виконання планово-

попереджувальних ремонтів (у тому числі подовження або уко-

рочування конвеєрів, пересувка машин на нову трасу і ін.).

Для складання плану роботи таких установок необхідно

мати: графік надходження вантажів у часі; тривалість і число

змін роботи; тривалість одного циклу перевезення вантажу;

нормативи часу на проведення ремонту і огляду.

Планування роботи локомотивного транспорту містить у

собі обґрунтування виду організації роботи локомотивного відко-

чування (закріплення поїздів за локомотивами або за маршрута-

ми), складання планів роботи підземних станцій, локомотивів;

визначення числа вагонеток і їхнє розміщення в шахті. Рух без

закріплення поїзда за локомотивами, як правило, застосовують на

усіх вугільних шахтах, де пункти навантаження і розвантаження

нечисленні і відносно стабільні.

Вагонеточний парк планують із розрахунку безперебійного

постачання навантажувальних пунктів і їхнього вільного манев-

рування на усіх рейкових шляхах. Число вагонеток для шахти

334

може бути визначене за формулами оборотності або методом

розміщення

− найбільш точним способом.

Диспетчерська служба є основною оперативною ланкою

управління шахтою в цілому і шахтним транспортом зокрема.

Стосовно до транспортних процесів метою цього управління є

забезпечення безпеки праці − виконання плану перевезень із

найменшими витратами праці і засобів.

Диспетчерська служба може бути одноступінчастою і дво-

ступінчастою. При одноступінчастій є тільки один диспетчер-

начальник зміни, що перебуває на поверхні шахти і керує усіма

технологічними процесами, у тому числі і транспортом. При

двоступінчастій службі оперативне управління ведеться началь-

ником зміни − гірничим диспетчером, що перебуває на поверхні

шахти, і підлеглим йому диспетчером з транспорту, що перебу-

ває на підземному диспетчерському пункті.

У функції диспетчера входить контроль роботи транспорту

і виконання їм планових завдань, прийняття рішень оперативно-

го управління на основі аналізу інформації про хід виробничих

процесів, що надходить.

Для збору інформації використовують телефонний зв'язок і

засоби телесигналізації. Основою функціонування засобів сиг-

налізації є датчики стану об'єктів транспорту і лінії зв'язку,

якими показання датчиків надходять диспетчерові. Для наочно-

сті оптичні сигналізатори (лампи) розміщують на мнемосхемах

− спрощених схемах транспортного ланцюга. Сигнали при цьо-

му показують стан об'єктів: наприклад, працює чи ні конвеєр,

ступінь заповнення бункерів, положення шиберів, стан стрілоч-

них переводів і ін.

Телефонний зв'язок диспетчер використовує для зв'язку з

гірничими майстрами, машиністами локомотивів, машиністами

перекидача, люковими і ін. Вони протягом зміни інформують

диспетчера: про кількість виданого вантажу і поданого порож-

няка; наявності навантажених вагонів (з вугіллям і породою) і

порожняка під лавою, скатом і ін.; поїздів, що прибули і відпра-

влені у пункт призначення і про кількість у них вагонеток із крі-

пильним лісом, вугіллям, породою; про наявність заряджених

335

батарей і резервних електровозів; розміщенню робітників ділян-

ки ВШТ на місцях робіт; про всі простої, аварії, виявлені не-

справності, порушення Правил безпеки, що загрожують норма-

льному ходу роботи.

Отриману інформацію диспетчер фіксує в документах

форми ДТ-1 і ДТ-2.

Форма ДТ-1 призначена для оперативного контролю за ро-

ботою засобів локомотивного відкочування і служить для аналі-

зу роботи підземного транспорту. Вона подається в кінці зміни в

нарядну ділянки ВШТ.

Форма ДТ-2 призначена для контролю усіх транспортних

робіт з ділянки ВШТ і служить документом для звіту гірничому

диспетчеру і начальнику ділянки.

Крім затверджених форм диспетчерської документації

транспортний диспетчер заповнює наступні книги: приймання і

здачі змін диспетчерами шахти; обліку доставки матеріалів і об-

ладнання; обліку роботи електровозного відкочування.

Для забезпечення оперативного керівництва транспортом

диспетчер повинний мати таблицю для визначення маси вугілля,

виданого із шахти у вагонетках і скіпах, а також таблицю конт-

рольних цифр щодо розміщення порожняка на об'єктах, відста-

ней до об'єктів і числа вагонеток у партії.

На сучасних шахтах багато служб і дільниць, у тому числі і

диспетчерська служба, широко використовують засоби автома-

тизації. У цьому випадку інформація, що надходить на диспет-

черський пункт, фіксується автоматично, наприклад, самопис-

ними приладами і лічильниками, або надходить у пам'ять ЕОМ.

Ця інформація не тільки є базою даних для урахування викона-

ної транспортної роботи, але при відповідному програмному за-

безпеченні може використовуватися для вироблення і передачі

керувальних сигналів безпосередньо обчислювальною маши-

ною.

Керування підземним транспортом здійснюється ділянкою

внутрішахтного транспорту, що має три служби:

336

− руху, що виконує на робочому місці в шахті оперативне

керівництво щодо забезпечення транспортування ос-

новного і допоміжного вантажопотоків;

− тяги, що забезпечує безаварійну роботу локомотивів,

пересувного поїзда, тягової мережі, зарядних і тягових

пристроїв, стаціонарних установок і механізмів, закріп-

лених наказом по шахті;

− шляхів, що робить настилання шляхів, їхнє утримання і

ремонт; очищення водоочисних канавок і ремонт кріп-

лення гірничих виробок ділянки.

337

ГЛАВА 12

12.1. ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ ПРО ШАХТУ

Шахта «Краснолиманська» розробляє два пласти – l

і k

, з

яких найбільш продуктивним є пласт k

На пласті k

добувається вугілля марки ГЖК, чорний, на-

півблискучий. Міцність вугілля f = 1,05..1,5. Потужність пласта

m=1,6 м, щільність вугілля у цілині γ

= 1,35 т/м

, насипна щіль-

ність γ = 0,85 т/м

, кут падіння пласту 10°, довжина розроблю-

вальних очисних вибоїв 200 м. Безпосередня покрівля пласту

являє собою темно-сірий аргилліт, потужність m=1,75..5,1 м; мі-

цність f=1,8.. 3, категорія Б3. Основна покрівля являє собою пі-

щаник, потужність m= 1,8…5 м; міцність f = 4…7. Підошва –

алевроліт, потужність m = 1м, міцність f = 3…5. Шахта зверхка-

тегорійна з газу, схильна до раптових викидів, небезпечна з ви-

бухів пилу, водорясність 10..15 м

/т.

У проекті розробляється схема транспорту для другої схо-

дини від двох прохідницьких і двох підготовчих вибоїв II схо-

дини південного ухилу пласта k

(див. рис. 12.25) до пристовбу-

рного двору. Відповідно до умов залягання в очисних вибоях

приймається для роботи комплекс КМТ. До його складу вхо-

дять: комбайн 1ГШ-68, механізоване кріплення 2МТ, скребко-

вий конвеєр СП202, маслостанція СНТ-32. Схема роботи ком-

байна – човникова, змінна продуктивність А

зм

= 540 т/зміна.

У прохідницьких вибоях застосовуються комбайни

ГПКС, якими проводяться два вентиляційні штреки. Перетин

виробки 11,8 м

, середня щільність гірничої маси в цілині γ=1,8

т/м

, крок установки рам кріплення l = 0,8 м, посування вибою

за зміну 3,2 м.

При проектуванні схеми транспорту необхідно врахувати

вантажопотоки, що надходять із 4 південної лави на I сходину

південного ухилу і з 3 південної лави на ухил 1-«біс».

Робота на шахті виконується в 4 зміни, І − ремонтна, ІІ, ІІІ,

ІV − добувні, тривалість зміни 6 годин.

338

Для розкриття пластів шахти використовують існуючу схе-

му розкриття вертикальними стовбурами і капітальним квер-

шлагом. До її переваг відноситься те, що протягом усього термі-

ну служби в роботі перебуває один горизонт, відсутні капітальні

роботи з поглиблення стовбурів, зручні вузли сполучення між

стовбурами і пристовбурним двором. Пласт k

розкритий голо-

вним і допоміжним стовбурами, квершлагом горизонту 545 м і

похилим квершлагом. Для підготовки пласта приймаємо пане-

льний спосіб з розподілом пласта на дві панелі: одна обслугову-

ється ухилом 1-«біс», а друга − південним ухилом. Цей спосіб,

прийнятий внаслідок великих розмірів пласта за простяганням,

велике навантаження на пласт (проектна потужність шахти 2100

тис. т), дозволяє застосувати стовпову систему розробки.

Тому приймається стовпова система розробки поверх-ярус

довгими стовпами за простяганням з відпрацьовуванням лав зво-

ротним ходом. Ця система є найбільш прогресивною із усіх іс-

нуючих систем, вона зберігає транспортні виробки в нормаль-

ному стані, виключає взаємні перешкоди в роботі очисних і під-

готовчих вибоїв, дозволяє провести детальну розвідку пласта,

виключає витоку повітря через вироблений простір.

12.2. РОЗРАХУНОК ВАНТАЖОПОТОКІВ

12.2.1. Вантажопотоки з очисних вибоїв

Для обґрунтованого вибору конвеєрного транспорту необ-

хідно визначити наступні якісні характеристики вантажопото-

ків:

(п)

– середній хвилинний вантажопотік за час надходження

вугілля від очисного вибою на конвеєр, т/хв;

(max)

– максимальний хвилинний вантажопотік, що над-

ходить від очисного вибою на конвеєр у період до-

сягнення добувною машиною максимально припу-

стимої в очисному вибої швидкості подачі.

Вихідні дані для 1 південної і північної лав:

тип виїмкової машини − 1ГШ-68;

339

тип забійного конвеєра − СП202;

ов

= 200м – довжина очисного вибою;

m = 1,6 м − потужність пласта, м;

зм

= 540 т/зміна − змінний обсяг видобутку;

зм

= 6ч – тривалість добувної зміни;

зм

= 3 – число добувних змін у добу;

b = 0,63 - ширина захвату видобувної машини;

N = 2 − кількість циклів у зміну, цикл/зміна;

= 1,35 т/м

– щільність вугілля в цілині.

Середній хвилинний вантажопотік

nзм

зм

kТ

)(

= ,

де k

– коефіцієнт часу надходження від одного очисного вибою

на транспортну систему;

зм

= ,

– час виїмки вугілля комбайном 1ГШ-68, t

= 250 хв.

Для 1 південної і північної лави

69,0

606

250

⋅

kk ,

19,2

69,0606

540

)2()1(

⋅⋅

== аа т/хв.

Максимальний хвилинний вантажопотік:

a′

max

= m·b·v

max

· ψ

· γ

т/хв.– прямий хід;

a′′

max

= m·b·v′

max

· (1 - ψ

)· γ

т/хв. – зворотній хід,

де v

max

= v′

max

– максимальна швидкість подачі комбайна при

прямому і зворотному ході, м/хв;

– коефіцієнт навантаження (ψ

=1 при прямому ході і ψ

при зворотному ході);

і δ

– розрахункові коефіцієнти

340