РАСЧЁТ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА УБОРКИ И ТРАНСПОРТИРОВКИ ПОРОДЫ

6. РАСЧЁТ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА УБОРКИ И ТРАНСПОРТИРОВКИ ПОРОДЫ

6.1 Технология уборки породы и производительность

При проведении выработок небольшой протяженности и с небольшой площадью поперечного сечения для уборки породы применяют скреперные установки. Скреперная установка состоит из скреперной лебедки, скрепера, канатов, концевого и поддерживающих блоков, скреперного полка.

Скреперная установка устанавливается в нише по другую сторону штрека напротив рассечки. Состав порожних вагонеток устанавливается на рельсовом пути откаточной выработки. Порода через полок загружается в вагонетки.

Сменная эксплуатационная производительность скреперной установки (м³/смена) при скреперовании из рассечки в состав вагонеток, размещённых в основной выработке.

где Т – продолжительность смены, ч;

t_пз – продолжительность подготовительно-заключительных операций, мин/смена;

t_лн – время на личные надобности, мин/смена;

t_об – время на обслуживание рабочего места, мин/смена;

V_C=0,25м³ – объём скрепера;

k_зс=0,9 – коэффициент заполнения скрепера; L_C – длина пути скреперования, м;

V_гр=67,2и V_X=92,4 – скорости движения скрепера, соответственно при рабочем и холостом ходе, м/мин;

k₀ – коэффициент, учитывающий норматив времени на отдых; t_зр=0,5мин – время на загрузку и разгрузку скрепера в среднем;

k_р=2,0 – коэффициент разрыхлении горной породы.

Нормативы времени и выработки принимаются из “Единых отраслевых норм выработки и времени на подземные горные работы”.

Для скреперования породы применяется односекционный жесткий гребковый скрепер СГ-0,25

Выбор скреперной лебедки

Расчет максимального тягового усиления на барабане скреперной лебедки:

,

где k=1,35¸1,45 – коэффициент добавочных сопротивлений из-за неровностей почвы и трения на блоках; m_n – масса породы в скрепере, кг; m_c – масса скрепера, кг; f= 0,65¸0,8 - суммарный (усредненный коэффициент трения скрепера, породы и канатов о породу.

Масса породы в скрепере рассчитывается по формуле:

 

где Vс=0,25м³- вместимость скрепера;

ρ= 2650 кг/м³ - плотность породы; k_з=0,5¸0,9 - коэффициент заполнения скрепера;

k_р- коэффициент разрыхления пород

Расчет мощности привода лебедки

где V_гр – скорость навивки грузовой ветки каната на барабан лебёдки;

η=0,7¸0,85 – КПД лебёдки.

По тяговому усилию на рабочем барабане (8800Н), мощности электродвигателя лебёдки (14кВт), канатоёмкости рабочего барабана (не менее 50м, т.е. длины выработки) принимается скреперная лебёдка типа 17ЛС–2СМ.

Проверка разрывного усилия каната по максимальному тяговому усилию:

F_раз.=F×m=8800×6=52800Н, где m – запас прочности каната.

Для направления движения и поддержания канатов используются скреперные блоки БС – 25.

Техническая характеристика БС – 25:

Диаметр ролика, мм – 250

Максимальный диаметр каната, мм – 16

Тяговое усилие на крюке, кН – 50

Основные размеры, мм

Длина – 600

Ширина – 350

Высота – 186

Масса блока, кг – 27,6

6.2 Расчет локомотивной откатки

Максимальная сила тяги электровоза не может быть больше силы сцепления ведущих колёс с рельсами:

,

где Р_сц=45кН – сцепной сцеп электровоза;

М=4500кг – масса электровоза, приходящаяся на ведущие оси, кг;

ψ=0,24 – коэффициент сцепления колёс с рельсами, принимается по табл.14 (Учебное пособие “Проведение горизонтальных разведочных выработок и камер” В.И. Несмотряев, В.А. Косьянов, М. 2001г.

Допустимый вес гружённого состава определяется путём сравнения силы тяги электровоза с сопротивлениями движению при различных режимах - трогание с места (по сцеплению колёс с рельсами), равномерное движение с длительной силой тяги (по нагреву двигателей), торможение на среднем уклоне (по тормозным средствам поезда). По наименьшему из трёх полученных значений рассчитывается число вагонеток в составе.

Вес гружённого состава из условия сцепления колёс с рельсами при трогании с места:

где Р_сц=45кН - вес электровоза;

G – вес груза в вагоне, кН;

G₀ – вес порожней вагонетки, кН;

а_П – пусковое ускорение при трогании

а_min=0,05Н/с²;

Wгр – удельное сопротивление движению (принимается по табл.15), Н/кН; i_C=5Н/кН – сопротивление движению за счёт уклона, кН.

Вес груженного состава из условия нагревания двигателя при работе с длительной силой тяги F_дл:

,

Где μ – коэффициент, учитывающий дополнительный нагрев двигателей при выполнении манёвров, принимаем равный 1,4 при длине откатки 1км;

τ – относительная продолжительность движения:

Продолжительность движения :

где L=1000м – расстояние откатки, м; 0,75 – коэффициент, учитывающий уменьшение скорости на закруглениях пути, при трогании, торможении и т.д.;

V_дл=2,83м/с – скорость при длительном режиме работы электровоза.

Продолжительность манёвров электровоза у мест погрузки и разгрузки:

Т_ман=15мин.

Вес груженного состава по условию торможения на среднем уклоне:

,

где Р_Т – тормозной вес электровоза, принимается равный сцепному, кН;

а_Т – замедление при торможении, м/с²; В соответствии с ПБ тормозной путь на преобладающем уклоне при перевозке грузов L_Т=40м.

Приняв на участке торможения режим движения поезда равнозамедленный,

,

где V_T – скорость поезда в момент торможения, принимается равной V_дл.

Коэффициент сцепления ψ в данном случае принимается равным 0,17.

По наименьшему значению веса гружённого состава определяется число вагонеток:

Принимается 10 вагонов состава.

Вес породы в вагонетке определяется по формуле:

 

где К_з=0,9 – коэффициент заполнения вагонетки; ρ_Н – насыпная плотность горной породы

ρ_Н=ρ/К_Р=2650/1,5=1767кг/м³;

V_В – вместимость вагонетки, м³.

Число рейсов электровоза, необходимое для откатки всей породы в одном цикле проходки выработки:

где К_ис – коэффициент излишков сечения выработки; S – проектная (вчерне) площадь сечения выработки, м².

Потребное число вагонеток на массу породы, отбиваемой за цикл:

Принимается 10 вагонеток на массу породы, отбиваемой за цикл.

Сила тяги в период установившегося движения :

для груженого состава

F_гр = (P + n×G_гр) (W_гр - I_с)=(45+10∙20,8)∙(7-5)=506Н,

где – G вес груженой вагонетки.

для порожнего состава

F_пор = (P + n∙G_о) (W_пор - I_с)=(45+10∙5,2)∙(8+5)=1260Н

где – G_о вес порожней вагонетки.

Сила тяги, приходящаяся на один двигатель электровоза:

F_1гр = F_гр∙N_дв= 506/2 = 253 Н

F_1пор = F_пор∙N_дв= 1260/2 =630 Н

где N_дв– число двигателей на электровозе

Из нормативного справочника по Таблице 236 (Единые отраслевые нормы выработки и времени на подземные горные работы. Часть III. Бурение шпуров и скважин. Взрывные работы, Погрузка, доставка и откатка горной массы. Авторы Дорошин И. С. , Муратов Т. И., Черепанов Н. Р., Кашин В.К., Зеленова С. Н., Ахунова Н. С., Вахриченко Л. Н. 1990 г.) принимаем рабочую скорость движения электровоза:

V=80м/мин= 1,33м/с

Время движения порожнего и груженого составов:

Продолжительность рейса:

Т_р = Т_дв + Тмин

Т_р = 33,42 + 15 = 48,42мин