Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Выбор средств транспорта в условиях шахты ОАО «Распадская»

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Кузбасский государственный технический университет»

Кафедра стационарных и транспортных машин

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе по дисциплине «Транспортные машины» на тему:

ВЫБОР СРЕДСТВ ТРАНСПОРТА

в условиях шахты ОАО «Распадская»

вариант индивидуального задания: № 3.16.13.01

Выполнил: студент

группы ГЭт-104

Широкова Е.Ю.

Проверил: доц. Подпорин Т.Ф.

г. Междуреченск

2013 г.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ …………………………………………………………………….3

1. Общая часть ………………………………………………………….. 4

1.1. Исходные данные ……………………………………………………..4

1.2. Краткая характеристика разработки угольного месторождения…...5

1.2.1 Система вскрытия шахтного поля …………………………….........5

1.2.2. Способ подготовки шахтного поля для выемки …………………..6

1.2.3. Система разработки пласта …………………………………...……6

1.2.4. Режим работы предприятия ………………………………………..8

1.2.5. Выбор типа механизированных комплексов …………………..…8

1.2.6. Подготовка исходных данных для определения характеристик

грузопотоков, поступающих из очистных забоев …………………………………...8

1.2.6.1. Плотность угля в целике ………………………………………….8

1.2.6.2. Коэффициент машинного времени ………………………………....8

1.2.6.3. Сопротивляемость угля резанию …………………………………...…9

1.2.6.4. Определение сменной нагрузки очистных забоев ………………....…9

Определение числа циклов комбайна N за смену ………………..9

1.2.7. Составление таблицы исходных данных ………………………….......10

1.2.8. Расчетная схема для определения грузопотоков ………………..11

2. Определение характеристик грузопотоков поступающих из очистных забоев ……………………………………….13

2.1. Средний минутный грузопоток за время поступления угля

из очистного забоя № 3 и № 4 ……………………………………………….....13

2.2. Максимальный минутный грузопоток, который может поступить из очистного забоя № 3 и № 4 ………………………...……..............................13

3. Выбор типа конвейера ………………………………………………...16

3.1. Выбор конвейера по приемной способности ……………………….........16

3.2. Установление допустимой длины конвейера ……………………...16

3.3. Максимальный суммарный грузопоток за время поступления груза (сложение случайных величин) ………………………………………………...19

3.4 Выбор конвейера по приемной способности

(для участка 2-5) ………………………………………………………………..20

3.5. Установление допустимой длины конвейера ……………..………20

4. ТЯГОВЫЙ РАСЧЕТ ЛЕНТОЧНОГО УКЛОННОГО

КОНВЕЙЕРА И АККУМУЛИРУЮЩЕГО БУНКЕРА …………….……25

5. Расчет дизельной откатки …………………………………...…34

6. ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ ОКОЛОСТВОЛЬНОГО

ДВОРА………………………………………………………………………46

7. ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЙ ШАХТНЫЙ ТРАНСПОРТ ….……….. .46

8. БЕЗОПАСНАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ ЛЕНТОЧНОГО

КОНВЕЙЕРНОГО ТРАНСПОРТА……...………………………….....48

8.1. Общие сведения……………………………………………...…48

8.2. Основные требования безопасности…………………………..48

9. ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОГО ЧАСОВОГО РАСХОДА

ЭНЕРГИИ КОНВЕЙЕРНОЙ УСТАНОВКОЙ 3Л100У-02

НА УКЛОНЕ …………………………………..……………………….49

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ…………...………………51

ВВЕДЕНИЕ

Процесс транспортирования является неотъемлемой частью технологии добычи полезных ископаемых. На будущего горного инженера-технолога ложится большая ответственность за принятые решения в области технологии и шахтного транспорта, в частности, способствующие эффективной и безопасной работе горнодобывающего предприятия и обеспечивающие технический прогресс отрасли.

С учетом изложенного преследуется цель научить студентов научным методам разработки месторождений твердых полезных ископаемых, т. е. экономически обоснованному извлечению с минимальными затратами живого и овеществленного труда при безусловной безопасности и комфортности ведения горных работ.

Поставленная цель достигается путем: глубокого и всестороннего обобщения длительного опыта действующих предприятий; технико-экономического анализа статистических зависимостей, инженерных, аналитических и вариантных решений; изучения закономерностей физических процессов, протекающих в толще полезных ископаемых и вмещающих пород при ведении горных работ; освещения вопросов охраны труда, правил безопасности, охраны недр и окружающей человека среды; освобождения рабочих от тяжелого физического труда в подземных условиях, на основе комплексной механизации и автоматизации производственных процессов, применения технологии выемки без постоянного присутствия рабочих в забое; использования знаний, полученных при изучении смежных, особенно экономических дисциплин.

Данный курсовой проект способствует углублению и закреплению полученных знаний, а также приобретению навыков принятия самостоятельных решений, проведения необходимых для этого расчетов.

Решения, принятые в курсовом проекте, основываются на прогрессивной технологии с высокой концентрацией горных работ и использования новой техники.

1. Общая часть

1.1. Исходные данные [15]

Индивидуальное задание № 3.16.13.01

Рис. 3

В табл. 1.1 приведены исходные данные, соответствующие заданию № 3.16.13.01.

Таблица 1.1

Исходные данные задания

Показатели	Численные значения
1. Схема транспорта, №	Рис. 3
2. Длина очистного забоя № 1, м	180
3. Длина очистного забоя № 2, м	130
4. Угол наклона выработки β₂, град	5
5. Длина участковой выработки L₂, м	1500
6. Угол падения пласта α, град	5
7. Мощность пласта m₁, м	1,8
8. Категорийность шахты по газу	Сверхкатегорийная

1.2. Краткая характеристика разработки угольного месторождения

В результате анализа индивидуального задания установлены следующие характеристики разработки угольного месторождения.

1.2.1. Система вскрытия шахтного поля

Шахтное поле вскрыто двумя главными вертикальными стволами клетевым и скиповым, и капитальным квершлагом, с помощью которого вскрыт рабочий пласт [4, с. 53, рис. 4.5].

Рис. 1. Схема подготовки бремсберговой панели (проекция на плоскость пласта):

1 и 2 - соответственно откаточный и параллельный штреки; 3 и 4 - соответственно нижняя приемо-отправительная и посадочные площадки; 5-- бремсберг; 6 и 7 - соответственно людской и грузовой ходки; 8 и 9 - соответственно вспомогательный и конвейерный ярусные штреки; 10 - разрезная печь; 11 - вентиляционный штрек; 12 - промежуточная и верхняя приемо-отправительные площадки; 13 - шурф

1.2.2. Способ подготовки шахтного поля для выемки

На шахте отрабатывается первая панель, расположенная в бремсберговой части шахтного поля. Принят панельный способ подготовки с делением на ярусы панели шахтного поля [4, с. 53, рис. 4.5].

При этом способе от капитального квершлага проведены главный полевой транспортный и главный полевой вентиляционный штреки.

Подготовка бремсберговой панели выполнена следующим образом. Около главных полевых транспортного и полевого вентиляционного штреков, в месте заложения и проведения бремсберговов, образована нижняя приемно-отправительная площадка [6, с. 181].

Рис. 2. Схема приемно-отправительной площадки:

1 – транспортный бремсберг; 2 – конвейерный бремсберг; 3 – людской бремсберг; 4 – аккумулирующий бункер; 5 – обходная выработка; 6 – полевой транспортный штрек

По пласту проводят конвейерный бремсберг и два ходка. Один ходок предназначен для вспомогательного грузового транспорта. Ходок со всеми штреками соединяют заездами, которые упрощают передачу груза с одной выработки в другую [3, с. 78]. Другой ходок предназначен для спуска и подъема людей в специальных вагонетках (или канатно-кресельной дорогой.) От ходков бремсберга в обе стороны проводят ярусные штреки: конвейерный и вентиляционный.

Уголь из очистного забоя по конвейерному штреку поступает до

бремсберга, а по нему до главного полевого транспортного штрека.

Схема горного бункера, в месте погрузки в подвижной состав локомотивного транспорта представлена на демонстрационном листе [6, с. 340

№ схемы XXI].

Схема участкового транспорта (схема транспорта выемочной панели рис. 3¾образец для выполнения), выполнена путем наложения технологической схемы транспорта на безмасштабную схему горных выработок [6, с. 19] .

Рис. 3. Схема транспорта выемочной панели

На шахте принята система разработки длинными стволами по простиранию при панельной подготовке шахтного поля. В панели располагается две лавы, по одной на крыло [3, с. 189]. Отработка столбов ведется обратным ходом. Развитие сети выработок в пределах яруса для подготовки фронта очистных забоев показано на рис. 3.

1.2.4. Режим работы предприятия

Режим работы шахт по добыче: число рабочих дней в году - 300; число рабочих смен по добыче угля в сутки - 3; продолжительность рабочей смены на подземных работах - 6 ч; на поверхности - 8 ч. [3, с. 402].

1.2.5. Выбор типа механизированных комплексов

С учётом мощности пласта m = 1,8 м, угла падения пласта α = 5° выбираем тип механизированного комплекса КМ-138. Горнотехнические условия применения комплекса КМ-138 сводим в табл. 1.3. Данный комплекс производится серийно Юргинском Машиностроительным заводом и предназначен для комплексной механизации очистных работ.

1.2.6. Подготовка исходных данных для определения характеристик

грузопотоков, поступающих из очистных забоев

1.2.6.1. Плотность угля в целике g_ц(т/м³)

В соответствии с рекомендациями работы [9, с. 2] принимаем равной
g_ц = 1,35 т/м³.

1.2.6.2. Коэффициент машинного времени k_м

В соответствии с рекомендациями работы [9, с. 2] принимаем значение k_м = 0,4 для очистного забоя № 1 и № 2.

1.2.6.3. Сопротивляемость угля резанию А_р (Н/мм)

В соответствии с рекомендациями работы [9, с. 2] принимаем А_р = 100 Н/мм для очистного забоя № 1 и № 2.

1.2.6.4. Определение сменной нагрузки очистных забоев А_см (т/см)

Сменную добычу А_см определяем по формуле:

, (1.1)

где m – мощность пласта, м;

b – ширина захвата, м;

L_оз – длина очистного забоя (лавы), м;

N – число циклов, которое может совершить комбайн при определенных скоростях подачи.

1.2.6.5. Определение числа циклов комбайна N за смену

Число циклов комбайна определяем по формуле:

_(1.2)

где t_пз – время на совершение подготовительно-заключительных операций, мин (с целью упрощения задачи принимаем t_пз= 20 мин), V_max – максимальная скорость подачи выемочной машины при резании, м/мин, зависит от её энерговооруженности и сопротивляемости угля резанию (A_p). Определяют по [9, табл. 2 прил. 2];
V´_max= 0,85 V_max _м – скорость подачи комбайна при обратном ходе (при зачистке), м/мин; V_max _м – возможная техническая скорость подачи выемочной машины, м/мин, принимают по [6, табл. 6.1], V_max _м = 10,2 м/мин.

м/мин.

Таблица 1.2
Удельные энергозатраты разрушения угля в зависимости от сопротивляемости угля резанию
A_р, Н/мм	100	200	300	400
Н_w,кВт·м/т	0,3	0,6	0,9	1,2

Число циклов комбайна для очистного забоя № 1

Сменная добыча для очистного забоя № 1

Число циклов комбайна для очистного забоя № 2

Сменная добыча для очистного забоя № 2

1.2.7. Составление таблицы исходных данных

Располагая технической характеристикой механизированного комплекса и определенными выше показателями заполняем табл. 3 исходных данных для определения характеристик грузопотока.

Таблица 1.3
Исходные данные для определения характеристик грузопотока
Параметры	Забои
Параметры	№ 1	№ 2
1 .Сменная добыча А_см, т	551,12	597,05
2.Продолжительность смены Т_см, ч	6	6
3.Длина очистного забоя L ₀₃, м	180	130
4.Вынимаемая мощность пласта т, м	1,8	1,8
5.Плотность угля в целике γ_ц , т/м³	1,35	1,35
б.Насыпная масса угля γ, т/м³	0,85	0,85
7. Сопротивляемость угля резанию А_р , Н/мм	100	100
8. Угол падения пласта α, град	5	5
9. Тип механизированного комплекса	КМ-138	КМ-138
10. Тип комбайна	РКУ-13	РКУ-13
11. Схема работы комбайна	односторонняя
12. Число циклов в смену N, циклов	2	3
13. Ширина захвата b, м	0,63	0,63
14. Коэффициент машинного времени k_м	0,40	0,40
15. Тип скребкового конвейера	СП87П	СП87П
16. Скорость цепи конвейера V_K, м/мин	75	75
17. Приемная способность забойного конвейера а_зк, т/мин	8,4	8,4

1.2.8. Расчетная схема для определения грузопотоков

На основании заданной технологической схемы (рис.4) составляем расчетную схему выделением цифрами расчетных участков (деление схемы на расчетные участки способствует проведению системного расчета).

Рис. 4. Расчетная схема конвейеризируемых выработок шахты

2. Определение характеристик грузопотоков поступающих из очистных забоев

2.1. Средний минутный грузопоток за время поступления угля

из очистного забоя № 1

(2.1)

где k _п– коэффициент времени поступления угля из одного очистного забоя на транспортную систему;

при односторонней схеме работы комбайна с зачисткой величину
k_п – определяют по формуле

(2.2)

где t_з – продолжительность зачистки очистного забоя при обратном ходе в течение смены:

где = 10,2 м/мин - максимальная маневровая скорость выемочной машины (принимают для РКУ - 13 [9, табл. 2 прил. 2].

Тогда

2.1.1. Средний минутный грузопоток за время поступления угля

из очистного забоя № 2

(2.1)

где k _п– коэффициент времени поступления угля из одного очистного забоя на транспортную систему;

при односторонней схеме работы комбайна с зачисткой величину

k_п – определяют по формуле

(2.2)

где t_з – продолжительность зачистки очистного забоя при обратном ходе в течение смены:

где = 10,2 м/мин - максимальная маневровая скорость выемочной машины(принимают для РКУ – 13 [9, табл. 2 прил. 2].

Тогда

2.2. Максимальный минутный грузопоток, который может поступить из очистного забоя № 1 и № 2

При прямом ходе выемочной машины:

(2.4)

где V_mах – 4,8 м/мин - максимальная скорость выемочной машины при резании принимаем [2, табл. 2 прил. 2] для комбайна РКУ-13 при b = 0,63 м,
m = 1,8 м.

где δ₁ – расчетный коэффициент, учитывающий направление движения выемочной машины и скребковой цепи забойного конвейера; V_к = 75 м/мин – скорость цепи конвейера СП-87П, принимают по [9, табл. 1, прил. 2]; Ψ_п– коэффициент погрузки: при односторонней работе выемочной машины Ψ_п = 0,7, устанавливают по [ 2, табл. 3 прил. 2 ].

Тогда максимальный минутный поток при прямом ходе:

При обратном ходе выемочной машины (зачистке):

(2.6)

где

м/мин; (2.7)

, (2.8)

тогда максимальный минутный грузопоток при обратном ходе:

По максимальному минутному грузопотоку из забоя проверяем правильность предварительного выбора скребкового конвейера по условию α΄_max1≤ α_зк. Так как это условие выполняется (4,83 т/мин < 8,4 т/мин), значит, конвейер СП-87П принят правильно.

3. Выбор типа конвейера

Конвейерную линию условно делим на расчетные участки.

Участки 1-2, 3-4, являются однопоточными, а участок 2-5 – сборный. Выбор типов конвейера производим для каждого участка.

Участки 1-2 и 3-4 - ярусные конвейерные штреки очистных забоев № 2, № 1 (l₁ = 1000, l₂ = 1500 м, β = ).

3.1. Выбор конвейера по приемной способности

По [9, по табл. 5 прил. 2] находим параметры ленточного конвейера (с учетом места установки: стационарный или полустационарный), который бы обеспечил условие т.е. приемная способность конвейера должна быть больше максимального минутного грузопотока 4,8 т/мин.

Приемную способность, удовлетворяющую условию м³/мин, что при γ = 0,85 т/м³ соответствует т/мин, обеспечивают следующими параметрами конвейера:

В = 800 мм - шириной ленты, V_л = 2 м/с - скоростью ленты.

В соответствии с принятыми параметрами и исходя из условий эксплуатации на штреках (1-2 и 3-4), должны быть установлены полустационарные телескопические ленточные конвейеры. По [9, табл. 1, прил. 3] предварительно принимаем конвейер 2ЛТ80У-02. Второй типоразмер принят с целью установки конвейера на всю длину штрека (1500 м).

3.2. Установление допустимой длины конвейера

Принятие окончательного решения возможно после проверки: проходит ли предварительно выбранный конвейер 2ЛТ80У-02 по мощности привода и прочности тягового органа (ленты) с учетом конкретной эксплуатационной нагрузки и конкретного угла наклона выработки.

Для этого определяем эксплуатационную нагрузку

(3.1)

где - расчётный коэффициент нагрузки. Величину находим по [9, табл. 4 прил. 2], установив предварительно и по формулам, где – продолжительность загрузки несущего полотна конвейера, мин; – минутный коэффициент неравномерности:

для очистного забоя № 1 для очистного забоя № 2

мин; мин;

k_t = 1,3; k_t = 1,36;

Q_э1 = 60·2,97·1,3 = 231,66 т/ч Q_э2 = 60·3,16·1,36 = 257,86 т/ч

Рис. 5. График применимости ленточного конвейера 2ЛТ80У-02
(N= 165 кВт, V = 2 м/с)

Для данного случая по графику применимости ленточного конвейера 2ЛТ80У-02 при угле наклона 0° и ожидаемой эксплуатационной нагрузке Q_Э1= 231,66 т/ч и Q_Э2= 257,86 т/ч допустимая длина L_доп составляет соответственно 1750 и 1800 м. Так как L_доп > l₂ и L_доп > l₁, то для участков 3-4 и 1-2 окончательно принимаем установку конвейера 2ЛТ80У-02.

Учитывая, что телескопический ленточный конвейер
2ЛТ80У-02 унифицированного ряда, необходимость выбора перегружателя отпадает, так как он входит в состав конвейера.

В качестве критериев оценки правильности выбора ленточного конвейера применяем коэффициент использования:

- по приемной способности конвейера для участков 1-2 и 3-4:

- по эксплуатационной производительности конвейера:

(3.3)

для участка 1-2 забой № 2 для участка 3-4 забой № 1

Конвейеры выбраны правильно так как выполняются оба условия:

0,5 ≤ R_пр ≤ 1

0,5 ≤ R_э ≤ 1

для участка 1-2 забой № 2 для участка 3-4 забой № 1

0,5 ≤ 0,69 ≤ 1 0,5 ≤ 0,69 ≤ 1

0,5 ≤ 0,61≤ 1 0,5 ≤ 0,78≤ 1

Участок 2-5 – панельный бремсберг является сборным для двух грузопотоков из очистных забоев № 2 и № 1. Необходимую приемную способность уклонного конвейера определяют по наиболее загруженному участку 2-5.

3.3. Максимальный суммарный грузопоток за время поступления груза (сложение случайных величин)

(3.4)

Значение вероятностного параметра зависит от числа очистных забоев, подающих груз на сборный конвейер [1, с.72]. Для данного случая вероятностный параметр составляет = 2,4.

Значение среднеквадратичных отклонений минутных грузопотоков за время поступления груза из очистных забоев определяют по формуле:

Допустим, что конвейер не проходит по длине. В данной ситуации возможны три решения, каждое из которых имеет варианты.

Тогда максимальный суммарный грузопоток на участке 2-5 равен

3.4. Выбор конвейера по приемной способности (для участка 2-5)

На расчетном участке 2-5 должен быть установлен стационарный бремсберговый конвейер с углом наклона β₂ = 5° и приемной способностью не менее 8,44 т/мин.

Находим параметры ленточного конвейера [3, табл. 5 прил. 2] (с учетом места установки: стационарный или полустационарный), который бы обеспечивал условие , т. е. приемная способность должна быть больше максимального суммарного грузопотока.

Приемную способность, удовлетворяющую условию = 16,8 м³/мин, что при γ = 0,85 т/м³ соответствует 14,28 т/мин, обеспечивают следующими параметрами конвейера:

В = 1000 мм – шириной ленты;

V_л = 2,5 м/с – скоростью ленты.

В соответствии с принятыми параметрами и исходя из условий эксплуатации для участка 2-5 предварительно принимаем по [6, табл. 13.1] или по табл. 1 прил. 3 конвейер 3Л100У.

3.5. Установление допустимой длины конвейера

Принятие окончательного решения возможно после проверки: проходит ли предварительно выбранный конвейер 3Л100У по мощности привода и прочности конвейерной ленты с учетом конкретной эксплуатационной нагрузки и конкретного угла наклона выработки.

В связи с тем, что у каждого груза свое место погрузки и они разнесены, определяем приведенную эксплуатационную нагрузку при условии установки одного конвейера на всю длину выработки (L_к = 800 м).

, (3.6)

где и - соответственно долевые значения эксплуатационных нагрузок, т/ч; и - соответственно длины отрезков выработки, по которым транспортируются грузопотоки, м.

Определяем эксплуатационную нагрузку от очистных забоев:

, (3.7)

Расчетный коэффициент нагрузки k_t принимаем по [9, табл. 4 прил. 2]. Чтобы определить величину k_t необходимо предварительно найти t_k – продолжительность загрузки несущего полотна конвейера и k₁ – минутный коэффициент неравномерности, суммарный средний минутный грузопоток определяем по формуле:

для очистного забоя №2 для очистного забоя №1

Выбор средств транспорта в условиях шахты ОАО «Распадская» 📙 Курсовая → 🆔 58477