Курсовой проект - Обоснование, выбор и расчёт средств механизации очистных работ в условиях рудника

Подождите немного. Документ загружается.

УБШ-332Д БК-5Д

Техническая

производительность

+ +

Масса

+ -

Мощность привода

+ -

Тип энергии привода

+ +

Количество человек

обслуживающего

персонала

+ +

Соответствие с горно -

техническими условиями и

технологии разработки

+ +

Энергия удара

- +

Исходя из выше изложенной таблицы 2 с точки зрения экономики и проведя

сравнительный анализ предварительно выбираем самоходные бурильные установки

типа УБШ-332Д и БК-5Д так как у них больше достоинств по сравнению с другим

буровым оборудованием.

Оптимальный выбор буровой установки определяется техническим расчетом и

представлен ниже в таблице3 и 4.

Таблица3

Технические характеристики установки УБШ-332Д

Техническая характеристика установок УБШ-332Д

Показатели Бурильная установка

УБШ-332Д

Максимальные размеры забоя,

обуриваемго с одной установки, м:

высота

ширина

4,5

5,5

Площадь поперечного сечения

обуреваемого забоя, м

8  22

Число бурильных машин 2

Бурильная машина ПК-75

Податчик Винтовой

Ход подачи, м 3

Ходовая часть Пневмоколёсная

Двигатель Дизельный

Мощность двигателя ходовой части, кВт 55

Скорость передвижения, км/ч 10

Преодолеваемый угол, градус 15

Внешний радиус поворота, м 5

Транспортные габариты, мм:

длина

ширина

высота

10000

1700

2300

Масса установки, т 12

Технические характеристики установки БК-5Д

Показатели сравнивания БК-5Д

Высота зоны бурения,м 7

Ширина зоны бурения,м 8

Глубина зоны бурения,м 4

Число буровых машин 3

Тип буровой машины ПК-60

Мощность привода, квт 55,2

Тип ходовой части Дизельн.

Габариты в рабочем положении, мм:

Высота

Ширина

Длина

2500

2400

11800

Масса, т 22

4.2. Буровой инструмент для бурения

При данной крепости отбойка производится буровзрывным способом, бурение

вращательно ударное . Так как породы вязкие монолитные целесообразно

применять буровые коронки марки КДП 65-38(коронка долотчатая

пластинчатая) армированные твердым сплавом ВК-15, корпуса коронок

изготавливаются из легированной стали 30ХГТ , диаметром корпуса коронки 40

мм.

Для колонковых перфораторов используют составные буры, стоящие из

съемного хвостовика, штанги, соединительной муфты и буровой коронки . штанги

изготавливают из пустотелых заготовок круглого сечения с внешнем диаметром

окружности 38мм. Металлом для изготовления штанг является сталь марки 55С2.

4.3. Расчет параметров бурения

Техническая производительность УБШ-332Д, шпм/ч

тех

7,20

7,02,2

6060









вспомбур

где t

бур

– время бурения шпура длиной 1 м, мин

бур

2,2

7,0232,0









oмех

KNV

где N = 2 – число бурильных машин на установке;

= 0,7 – коэффициент одновременной работы двух буровых машин;

мех

– механическая скорость бурения, м/мин

мех

32,0

1011065

603717656

6056

359,02359,02













сж

nА



где n = 37 Гц - частота ударов поршня перфоратора .

А = 176Дж – энергия удара .

d = 65 мм – диаметр буровой коронки;



сж

= 150 МПа – временное сопротивление породы сжатию

(раздавливанию);

вспом

– вспомогательное время, нужное для бурения шпура длиной 1 м, мин

вспом

= t

ман

+ t

ох

+ t

= 0,3 + 0,3 + 0,1 = 0.7

где t

ман

= 0,25…0,5 мин – время маневров машины, связанное с ее установкой и

переустановкой;

ох

= 0,25…0,5 - время обратного хода буровой машины отнесенное к 1 м

шпура;

= 0,1 мин - время на замену коронок.

Эксплуатационная сменная производительность УБШ-332Д, шпм/смену

экс

2,96

7,02,2

)50423910(420

)(













вспомбур

взр

пзпз

ttttТ

где Т = 420 мин – продолжительность рабочей смены;

пз

= 10 мин – время общих подготовительных и заключительных операций

за смену (2,5 % от 420 мин);

пз

= 39 мин (9,5 % от 420 мин);

= 42 мин – время отдыха бурильщика (10 % от 420 мин);

взр

= 50 мин – время на технологический перерыв, связанный с ведением

взрывных работ (12 % от 420 мин).

Годовая эксплуатационная производительность установки УБШ-332Д, шпм/год

экс

= Q

экс

∙(Н-n

)∙s = 96,2∙(305-45)∙2 =50024

где H = 305 - количество рабочих дней машины в году;

= 30…45 – число ремонтных дней установки в году;

s = 3 – число смен в сутки.

Рабочий парк установок УБШ-332Д

раб

экс

см

экс

Q 

2,96

7,573



Инвентарный парк установок УБШ-332Д

инв

= N

раб

/К

= 6/0,85 =7 ед.

где К

= 0,85 – коэффициент готовности установки.

Аналогично рассчитываются установки БК- 5Д.

Техническая производительность БК-5Д, шпм/ч

тех

3,23

7,087,1

6060









вспомбур

где t

бур

– время бурения шпура длиной 1 м, мин

бур

18,3

5,0321,0









oмех

KNV

где N = 3 – число бурильных машин на установке;

= 0,5– коэффициент, учитывающий одновременную работу двух

буровых машин;

мех

– механическая скорость бурения, м/мин

мех

21,0

1011065

60459556

6056

359,02359,02













сж

nА



вспом

– вспомогательное время, нужное для бурения шпура длиной 1 м, мин

вспом

= t

ман

+ t

ох

+ t

= 0,3 + 0,3+ 0,1 = 0,7

Эксплуатационная сменная производительность БК-5Д , шпм/смену

экс

114

7,075,1

)50423910(420

)(













вспомбур

взр

пзпз

ttttТ

Годовая эксплуатационная производительность установки БК-5Д, шпм/год

экс

= Q

экс

∙(H-n

)∙s = 73,4∙(305-45)∙3 = 57252

Рабочий парк установок БК-5Д, ед

раб

см

экс

бур

см

4,73

7,573



Инвентарный парк установок БК-5Д, ед

инв

= N

раб

/К

=8/0,85 =9ед.

Окончательный выбор оптимальный буровой установки определяется с

помощью табл.4.

Выбор оптимальной буровой установки Таблица

Критерий выбора

Единицы

измерения

Машины

УБШ-332Д

К-5Д

Число установок ед. 7 9

Стоимость машины млн.руб. 1,6 1,96

Эксплуатационная сменная

производительность установки

шпм/смену 96,2 73,4

Число бурильных установок ед. 2 3

Ход подачи м 3 - 4 3

Масса машины т 12 19,8

Максимальные размеры забоя,

обуреваемого с одной установки:

высота

ширина

8,5

7,5

Транспортные габариты:

длина

ширина

высота

мм

12100

2500

2800

11800

2500

2400

При сравнении оптимальных вариантов для разработки данной системы

является буровыми каретками УБШ-332Д и БК-5Д. Для выбора оптимальной

буровой каретки воспользуемся следующими критериями выбора:

1. По числу установок

2. По массе буровой установки

3. По сменной производительности

4. Стоимость установки.

Произведя технический расчет данных буровых установок сведённых в таблицу

4 и используя критерии выбора выбираем УБШ-332Д .

4.4. Правила технической эксплуатации бурильных машин

Во время эксплуатации бурильных машин обязательно выполнение

ежесменного обслуживания, регулярного технического обслуживания, текущих и

капитальных ремонтов.

Ежесменное обслуживание включает смену воды в жидкостном

нейтрализаторе, проверку уровня и долив масла; смазку отдельных узлов. В

ежедневное обслуживание, выполняемое в межсменное время, входит заправка

машины топливом, водой, маслом; очистка воздушных фильтров, проверка

состояния шин.

Основные требования по эксплуатации и меры безопасности при

использовании пневматических перфораторов. Основное требование по

эксплуатации ударно-поворотных бурильных машин соответствие типа бурильной

машины крепости горных пород. В процессе эксплуатации во избежание отказов

в работе и для увеличения сроков службы машин их в соответствии с указаниями

заводской инструкции необходимо своевременно промывать и смазывать.

Разбирать перфоратор необходимо в шахтной мастерской не реже одного раза в

месяц.

Перед присоединением перфоратора к сети со сжатым воздухом

воздухоподводящий рукав необходимо продуть сжатым воздухом для

освобождения его от механических частиц и влаги. Во время бурения ось

перфоратора должна совпадать с осью шпура. Несоблюдение этого правила может

привести к поломке хвостовика бура и преждевременному износу поворотной

муфты.

При забуривании шпура нельзя поддерживать вращающийся бур

непосредственно руками, застрявшие буры необходимо извлекать из шпура

специальными ключами.

Отсоединять от перфоратора воздухоподводящий рукав можно только после

перекрытия воздухопровода.

Все соединения воздухоподводящего рукава должны быть надежными,

исключать срыв и возможное вследствие этого травмирование

обслуживающего персонала. Работать на перфораторе разрешается при

использовании средств защиты от шума, вибрации и пыли.

5.ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ДОСТАВКИ РУДЫ

Опыт отечественных рудников по добыче цветных металлов показывает, что

для камерно-столбовой системы разработки механизированный способ доставки

руды, с использованием современного мощного самоходного оборудования,

является самым прогрессивным.

Выбор самоходного оборудования осуществляется с учётом его

целесообразного применения, оценки достоинств и недостатков, его стоимости, а

также стоимости запасных частей.

Принятое транспортное оборудование должно отвечать следующим

основным требованиям:

1. Обеспечивать заданную производительность;

2. Обеспечивать высокую надёжность;

3. Обеспечивать минимальную трудоёмкость и стоимость;

4. Обеспечивать экологичность окружающей среды.

Основные преимущества доставки руды самоходным оборудованием: высокая

производительность; мобильность; исключаются вспомогательные работы по

переносу, монтажу и демонтажу даже при непостоянстве рабочих мест;

универсальность (одни и те же машины используются на очистных и

подготовительных работах).

Основные недостатки: высокая стоимость оборудования и запасных частей;

сравнительно малый срок службы дизельных машин (3-6 лет); длительные ремонты,

в связи, с чем обычно лишь около 1/3 – 1/2 машин готовы к эксплуатации; расход

воздуха на проветривание при дизельном оборудовании может возрастать до 1,5-2

раза, что не только увеличивает расход энергии, но и требует строительства

дополнительных вентиляционных стволов на крупных шахтах; увеличенное (12 м

более) сечение выработок для движения и работы мощных машин; сложность

обслуживания и ремонта машин, особенно дизельных, требует высокой

квалификации рабочих.

Тем не менее, отечественной и зарубежной практикой установлено, что при

взрывной отбойке достоинства самоходного оборудования настолько существенны,

что на сегодня его можно считать лучшим из имеющихся средств механизации

доставки руды в подходящих для его использования горнотехнических условиях.

Распространение получили в основном следующие машины или комплексы:

- погрузочно-доставочные машины;

- погрузочные (или погрузочно-доставочные, используемые как погрузчики)

машины в комплексе с автосамосвалами;

- экскаваторы в комплексе с автосамосвалами, а также с бульдозерами или

легкими погрузочно-доставочными машинами для зачистки дорог и почвы

очистных камер;

- бульдозеры;

- самоходные скреперные машины;

- самоходные вагоны в комплексе с погрузочными машинами или комбайном и

бункер - перегружателем.

Для данной системы разработки и её условий рассмотрим следующие варианты

машин и комплексов: ПД, ПТ, самоходные вагоны в комплексе с погрузочными

машинами или комбайном.

Критерий выбора:

1. Обеспечивать заданную производительность;

2. Маневренность, мобильность

3. Малая металлоемкость то есть их масса

4. Просты в эксплуатации и ремонте

5. Тип привода с точки зрения экономики

6. Стоимость машин;

7. тип ходовой части

8. число обслуживающего персонала

Критерий выбора ПД ПТ ПНБ+вагон

Обеспечивать заданную

производительность

+ + +

Малая

металлоемкость

то есть их масса

+ + -

Маневренность,

мобильность + + -

Просты в

эксплуатации и

ремонте

+ + +

Тип привода

+ + +

Стоимость машин + + -

тип ходовой части + + +

число

обслуживающего

персонала

+ + -

Выбор оптимального варианта доставки руды определяется техническим

расчетом и представлен ниже.

Для условий проектируемого рудника предварительно принимаются

погрузочно-доставочные машины. Данные машины предназначены для погрузки и

транспортирования отбитой горной массы, погрузки её в рудоспуски (транспортные

средства), а также выполнения работ по зачистке и устройству дорог, доставке

оборудования и материалов.

Особенностями современных мощных машин данного типа являются

универсальность (возможность выполнения нескольких основных и

вспомогательных функций), пневмошинный ход и дизельный привод.

Широкое применение в погрузочно-транспортных машинах получил дизельный

привод. Машины с ДВС обладают большой мощностью, экономичностью, просты

по конструкции, обеспечивают легкость управления и плавность регулировки

скоростей в широком диапазоне. Дизельный привод хорошо приспособлен для

работы в условиях изменяющихся нагрузок. Основное преимущество данного

привода перед электрическим – независимость от источника электроэнергии.

Большими недостатками транспортировки полезного ископаемого машинами с ДВС

являются, во-первых, образование токсичных газов при сгорании топлива,

требующее специальных мер по нейтрализации и обезвреживанию, и, во-вторых,

необходимость организации подземных заправочных пунктов, а в отдельных

случаях устройства подземных складов горюче-смазочных материалов и ремонтных

мастерских.

Модели машин, снабженные электродвигателями, питаются от кабельной сети

кабелем, намотанным на барабане от троллея или в их комбинации. В связи с этим,

снижается манёвренность машин, безопасность обслуживающего персонала, и, как

следствие, производительность.

Пневматический привод питается через шланг, что снижает скорость машин, он

имеет невысокий КПД и используется лишь для машин легкого класса с небольшим

радиусом действия.

Практика эксплуатации зарубежных погрузочно-доставочных машин на

рудниках цветной металлургии доказала их преимущество перед отечественными

машинами подобного типа. При прочих равных условиях достоинства первых:

безотказность работы, ремонтопригодность, долговечность и сохраняемость.

Достоинства отечественных машин - простота конструкции и относительно малая

стоимость машин и запасных частей по сравнению с зарубежными аналогами.

Система разработки данного месторождения, физико-механические свойства

руды, относительная дешевизна новых отечественных машин, стоимость и

доступность запасных частей к ним, а также относительная простота обслуживания

и технического ремонта, позволяют принять отечественные ковшовые погрузочно-

доставочные машины типа ПД.

Учитывая рекомендации по выбору вместимости ковша в зависимости от

размера кондиционного куска руды (600 – 800 мм), а также расстояние откатки руды

(до 150 м), предварительно принимаются машины типа ПТ-6 и ПД-8 .

Технические характеристики машин предварительно выбранных для расчета

представлены в таблице 5.

Таблица 5.

Параметры машин ПД-8 ПТ-6

Грузоподъемность 8 6

Емкость ковша: м

сменного

основного

4,0

0,5

Емкость кузова:м

- 2,5

Мощность привода: кВт 140 210

Габариты: м.

высота

ширина

длина

2,5

9,0

2.4

1.85

6.25

Привод дизель-

электрический

дизельный

Рекомендуемое расстояние откатки :м 300 320

Масса .т 19,8 10

Радиус поворота : м 5,5 5,6

Скорость передвижения. км/ч. 20 20

5.1. Расчет параметров погрузочного оборудования

Вместимость ковша машины ПД-8 должна соответствовать расчетной массе

для максимальной насыпной плотности (3,6 т/м

) и размеру куска руды (600…800

мм), м

= Q

/ = 8/3,6 = 2,2м

где  = 2,1 т/м

– плотность транспортируемой руды;

Q – грузоподъемность машины, т

При плотности руды 3,6 т/м

к работе допускаются машины с основным

ковшом 1,5 м

. Увеличение вместимости ковша на 5-10 % и превышение нагрузки

до 5 % находятся в пределах допустимого.

Определяем конструктивную, ориентировочную массу машины для

грузонесущего ковша. т

=4×Q

0.77

= 4×8

0,77

=19,8 т

Определяем усилие внедрения:

вн

=К

×К

×L

вн

1,25

×В

×К

где К

=1,5 коэффициент, учитывающий крупность горной массы

в.

=0,2 коэффициент, учитывающий вид насыпного груза

=1,2 коэффициент, учитывающий влияние высоты щебня

=1,1-1,8 коэффициент формы ковша

вн

–глубина внедрения ковша в штабель

- ширина ковша принимается равной длине ковша

смLL

квн

,)8,07,0( 

,где L

- длина днища ковша

смVL

кк

,4,11



смL

7,672104,11



смL

вн

4,477,677,0 

Усилие внедрения

)5,42955(7,43785.12.17,677,472.05.1

25,1

НкГсP

вн



Определяем удельную энерговооруженность

ткВтQQ

/,/2.27

18.0



= 27.2×8

0.18

=39,5 кВт/т.

Определяем сцепной вес приходящийся на приводные колёса:

кНPnG

внс





где n=1,1-1,15 коэффициент запаса

=0,7 коэффициент сцепления колёс с почвой

кНG

5,67107.0/5,429551.1



– сила тяжести машины и расчетного количества груза в ней, Н