Скребковый конвейер в лаве
Исходные данные: Контейнер необходим в лаве с расчетным грузопотоком 300 т/ч по производительности очистного комбайна. Длина лавы 200 м, угол наклона конвейера - 60 в сторону транспортного штрека. Проверим расчетный грузопоток
где m- мощность пласта, m=2,5 м; L –длина лавы, м;
В процессе работы возможны обрушения угля с груди забоя, что учитывается увеличением расчетного грузопотока на 20% Подбираем конвейер для лавы по производительности 7т/мин; скоростью движения скребковой цепи 1,0 м/с; с двумя круглозвенными цепями калибра 18х64-С-2 с шагом скребков 1024 мм и весом одного погонного метра 6,6 кг/м; с параметрами става рештаков: высота со стороны погрузки 214 мм, со стороны навесного оборудования 546 мм, ширина рештака 642 мм. Определяем поперечное сечение в рештачном составе, как сумму площадей прямоугольника со сторонами 642 мм и 214 мм и треугольника с основанием 642 мм и углом естественного откоса при движении Поперечное сечение угля в рештачном ставе конвейера Проверим расчетный грузопоток через параметры конвейера
где 3600 –количество секунд в часе;
С – коэффициент, учитывающий изменение производительности конвейера в зависимости от угла его наклона, с принимаем равным 1,35;
Расчет будем вести на максимально возможную загрузку конвейера.
Определим массу груза, приходящуюся на м желоба Необходимую прочность цепей определяем по максимальному натяжению цепей 3 4 β 1
Рисунок 1.1. Схема к расчету
В точке 1 принимаем натяжение цепи S1=2000 Н, в точке 2 натяжение цепи определим как S2=S1+W1-2 (1.3)
где L – длина конвейера, L=200 м;
Если привод конвейера в точках 2 и 3 отсутствует, то
где
S4=2000+196789=198789 H Smax=S4=198789 H Проверяем цепь на разрывное усилие
Определяем мощность электродвигателей по сумме усилий верхнего и нижнего приводов:
где
а – ускорение скребковой цепи, а =0,03 м/с2; m – запас прочности с учетом динамических усилий, m=4 тогда получаем 820000>[198789+2 Если бы разрывное усилие оказалось меньше расчетного, то пришлось бы выбирать более прочную цепь и повторить расчет с более тяжелой цепью.
где
На конвейере СП87ПМ используются электродвигатели мощностью 110 кВт в количестве 2 Определяем удельный расход электроэнергии на 1т км перевозимого груза и удельные денежные затраты:
где
ωд=2,33*5,6=13,05 р/т*км Устанавливаем два электродвигателя в нижней части лавы и один в верхней. Проверяем конвейерную установку на возможность резонанса скребковой цепи из-за совпадений периодов собственных и вынужденных колебаний цепи.
где
Критическая скорость заметно меньше установленной в 1,0 м/с и поэтому резонанс невозможен. Заключение: Принятый конвейер будет работать надежно, удельный расход энергии составляет 5,6 кВт ч/т км, а денежный 13,05 р/т км. 1.5.2 Ленточный конвейер по штреку Исходные данные Расчетная производительность По таблице 18.3 [3] подбираем ленточный конвейер типа IЛ100 с характеристиками: ширина ленты В=1000 мм, приемная способность Q пр=11 т/мин, расчетная производительность Q р=420 т/ч, максимальная длина L max=1770 м, максимальная мощность привода Р=2х100 кВт, число приводных барабанов -2, угол охвата приводных барабанов лентой Проверяем конвейер по ширине ленты:
где Во избежание сваливания крупных кусков угля с ленты проверяем ширину ленты по крупности кусков:
По ширине ленты конвейер IЛ100 соответствует условиям эксплуатации. Выбираем материал и тип ленты конвейера по таблице 18.1 [3], а именно тип 2К-300Н с типом основы – капрон, тип обкладки –резина, число прокладок -4, прочность прокладок 3000 Н/см ширины прокладки, масса 1 м2 ленты – 14 кг. Определяем максимально возможную массу груза q (кг/м), приходящуюся на 1 м длины конвейера по расчетной производительности конвейера:
И по поперечному сечению груза на ленте согласно рисунку 1.2
A O P
K C
Рисунок 1.2 Схема расчета поперечного сечения груза на ленте. Для конвейера с шириной ленты 1000 мм и углом наклона роликов 200 линия ВС=300 мм, АВ=CD=250мм, по краям ленты 100 мм грузом не заполняются. В треугольнике CPD определяем Площадь треугольника ADL составляет: Площадь трапеции ABCD составляет: Поперечное сечение груза составляет:
Для расчета принимаем q=91, 2 кг/м По таблице 18.5 [3] определяем массы вращающихся роликов верхнего (грузового) и нижнего (холостого) става конвейера соответственно Определяем распределенную массу роликов
где q`p и q``p – распределенная масса роликов грузового и холостого става конвейера соответственно;
Теперь необходимо проверить ленту на разрыв и мощность электропривода. Усилие на разрыв определяем методом обхода точек по контуру. 3 4 β 1 Рисунок 1.3 - Схема конвейера. Ввиду того, что конвейерный штрек проводится с подъемом в 30 для стока воды к уклону, груз движется по конвейеру под углом β=30 Усилие в точке 1 принимаем S1=2000 Н, а усилие в точке 2 S2=S1+W1-2;
где
где Усилие натяжения ленты в точке 4
Разрывное усилие ленты должно удовлетворять условию
где Проверяем конвейерную установку на невозможность проскальзывания ленты на барабанах
где
Мощность электропривода
где 1,2 – коэффициент запаса мощности;
Ввиду того что конвейер IЛ100 компонуется электродвигателем мощностью 100 кВт, то принимаем мощность установки равную 100 кВт. Определяем удельный расход электроэнергии на 1 т км перевозимого груза
где В денежном выражении
где *ω д =2,33 * 0,16 = 0,37 р/Т км Заключение: Выбранный конвейер соответствует условиям эксплуатации, удельный расход электроэнергии составляет 0,16 1.5.3 Ленточный конвейер по уклону При выборе конвейера по уклону и при его проверке необходимо учитывать, что не допускается проскальзывания ленты на барабанах и перегрузке конвейера свыше расчетной, что достигается выравниванием грузопотока в пределах расчетной производительности. Исходные данные Расчетная производительность 480 т/ч, насыпная плотность угля По таблице 18.3 [3] подбираем ленточный конвейер типа 2ЛУ100 сс следующими характеристиками: ширина ленты В=1000 мм, приемная способность
где Материал и тип ленты выбираем по таблице 18.1 [3], а именно тип ленты 2К -300Н с количеством прокладок 8 и массой ленты 18 кг/м. Максимально возможная масса груза, приходящаяся на 1 м длины конвейера определяется по расчетной производительности конвейера.
Масса вращающихся роликов Проверяем ленту на разрыв, определяя усилия в точках методом обхода точек по контуру. 4 3 β 2 Рисунок 1.4 – Схема уклонного конвейера На схеме уклонного конвейера показано стрелкой направление движения груза, В точке 2 усилие натяжения ленты не может выражаться со знаком «-«, иначе лента в этом месте будет проскальзывать по барабану, что недопустимо. Для этого необходимо натянуть ленту с таким усилием, чтобы S1 превышала
Определяем
Проверяем ленту на разрыв считая, что где 8 – число прокладок в ленте, 3000 Н/см –разрывное усилие в прокладке, 100 см – ширина ленты Принятая лента выдержит условия эксплуатации. Определяем мощность двигателя
где F- усилие привода, F= Конвейер комплектуется приводом с двумя двигателями по 250 кВт, что соответствует условиям эксплуатации. Удельный расход электроэнергии В денежном выражении
Проверим конвейерную установку по тяговому фактору
где
Заключение: Выбранный тип конвейера 2ЛУ100 отвечает условиям эксплуатации, расход электроэнергии составляет 1.5.4 Скреперная установка Для проведения штрека на породе необходимо выбрать механизацию погрузки взорванной породы в вагонетки. Для установки цикличного характера движения необходимо описание организации процесса. Необходимо углубить уклон с углом наклона 160, проводимого по породе, крепостью по шкале М. М. Протодьяконова (старшего) 9-10 с помощью буро-взрывных работ. Плотность породы в массиве составляет 3,52 т/м3, коэффициент разрыхления Кр=1,6. Проводить погрузку породы с помощью погрузочной машины с таким углом наклона нецелесообразно из-за малой производительности ее. Для использования скреперной установки используется деревянный помост, по которому поднимается скрепер и высыпает породу через отверстие в помосте в вагонетку под помостом. Бурение производится на глубину 2,2 м, коэффициент использования шпура К киш=0,91, ширина уклона 3,2 м, высота 2,65 м, крепление анкерами в кровлю. На бурение забоя и крепление кровли затрачивают 75 минут, на заряжание и взрывание 15 минут, во время заряжания укрываются светильники, канаты, вентиляционные трубы, и скреперная лебедка. На проветривание используется 20 минут. При шестичасовой смене производятся два цикла взрывания, поэтому на уборку породы и настройку скреперной установки остается Определяем объем взорванной породы за один цикл взрывания: Определяем количество вагонеток, необходимых для уборки породы где 2,5 – объем вагонетки; В результате уборки породы понадобится 9 замен вагонетки, что потребует времени на замену:
где n3 – количество замен, n3=9;
Определяем число циклов скрепера за час работы скреперной установки
где
Выбираем скрепер по емкости и типажу Ширина скрепера Принимаем ширину скрепера 130 см Емкость скрепера определяется из соотношения параметров скрепера
где
Принимаем тип скрепера СГ-1,1 с объемом 1,1 м3 и весом 520 кг. Техническая производительность скреперной установки составит:
где
Отняв у 70 минут 6 минут на замену вагонеток и 24 минуты на скрепирование получим 70-6-24=40 минут на каждый цикл взрывания, которые можем использовать на настройку скреперной установки после проветривания забоя и на ликвидацию зависания кусков породы до 20 мин, на дробление негабаритов и прочие задержки в работе до 20 мин. Выбираем канаты для перемещения скрепера в грузовом направлении диаметром dкг=18,0 мм и в холостом направлении dкх=9,1 мм. Оба каната по типу двойной крестовой свивки (проволока в прядях свиты в одном направлении, пряди в канате свиты в обратном направлении). Масса 1 м каната грузового составляет 1,22 кг и холостого 0,3 кг. Разрывное усилие грузового каната составляет 145000 Н. Определим усилие в разрывном канате:
где
Проверяем канат на разрывное усилие: Определяем тип скреперной лебедки через мощность двигателя
где Ввиду того, что расчет производится на максимально возможную нагрузку то можем принять для эксплуатации в данных условиях скреперную лебедку 50ЛС-2СМ с мощностью двигателя 50 кВт Определяем удельный расход электроэнергии на 1 т.км перемещаемого груза
где Р – мощность двигателя лебедки, Р=50 кВт
Заключение: Скреперная установка с лебедкой 50ЛС-2 СМ соответствует условиям эксплуатации, удельный расход электроэнергии составил 18,5 1.5.5 Погрузочно-доставочная машина На руднике, добывающем шеелитовую руду, применяется система отработки подсечными штреками с магазинированием. Руда, выпускаемая из магазинов, перевозится погрузочными машинами типа ПД-3 в рудоспуски. Расстояние между рудоспусками 300 м, заезд к рудоспуску длиной 10 м и под углом 10‰, заезд к магазину длиной 20 м под углом 5‰. Ходовые сопротивления самоходных машин на пневмошинах определяются из данных (стр. 213 [15]), учитывая, что забойные проезды к штреку и к рудоспуску укатанные на скальных породах, а заезды к магазинам – не укатанные спланированные рабочие площадки. В подземных условиях в целях безопасности, скорости машин ограничиваются: по штреку – до 5 м/с, на заездах к магазину – до 4 м/с, на заездах к рудоспуску – до 2 м/с. Исходные данные Сменные задания на вывозку шеелитовой руды составляет 900 т, остальные данные оговорены в описании организации процесса. Касательная сила тяги определяется
где 736 – переводной коэффициент мощности от лошадиных сил к ньютонометрам; 3,6 – коэффициент перевода скорости от километров в час в метры в секунду; N- мощность машины,N=122,4 л.с;
Сила сопротивления движению машины в установленном режиме
где g – ускорение свободного падения, g = 9,8 м/с2; Р – масса погрузочной машины, Р= 11 т; G- масса руды, перевозимой машиной в ковше, G=3т;
i - удельное сопротивление от уклона в промилле (‰), численно равное числу тысячных уклона, Н/кН. Движение погрузочной машины возможно при равенстве
Для удобства данные для расчета сведем в таблицу 1.21
Таблица 1.21- Данные расчета
Время рейса машины определяем
где
Средняя производительность машины
Определим рабочее время машины в течение смены
где
Производительность машины в смену составит
Определим количество машин в смену:
где А см.зад – сменное задание на вывозку руды, А см.зад =900 т; Принимаем в работу 2 машины типа ПД-3. Работа их планируется следующим образом: к концу погрузки первой машины, вторая машина делает маневр на сопряжение штрека с заездом к магазину и задним ходом въезжает в продолжение штрека и там ожидает проезда груженной первой машины. После разгрузки первой машины и ее маневра и ожидания для пропуска второй машины к рудоспуску, время рейса первой и второй машины уравниваются. Определяем удельный вес топлива на 1 т. км перевозимого груза:
где | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|