Стационарные машины. Транспортные машины

Министерство образования и  науки РФ

Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова

Кафедра Механизации и Электрификации горного производства

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту по дисциплине:

«Стационарные машины. Транспортные машины»

Выполнил: ст. гр. ГП – 03 – 1

 

Проверил: доцент, к.т.н.

Олизаренко В.В.

Магнитогорск

2006

Исходные данные

 

Параметры

Значение

Длина конвейерной ленты (lконв), м Вид полезного ископаемого  Годовая производственная мощность шахты (Агш), млн.т./год Плотность полезного ископаемого ( ), т/м3 Длина доставки (Lдост), км Длина откатки (Lотк), км Глубина шахты (Нш), м Коэффициент водообильности пород (Кво) Коэффициент кратности водопротока (Ккр) Водородный показатель воды (рН) Количество дней в году с минимальным  водопротоком (Nдн.min) Количество дней в году с максимальным водопротоком (Nдн.max) Количество подаваемого в шахту  для проветривания (Qвозд), м3/с Минимальная депрессия (hmin), мм. вод. ст. Максимальная депрессия (hmax), мм. вод. ст. Количество потребителей сжатого  воздуха на каждой стрелке (см.схему): - перфораторы (nn), шт - вентиляторы местного проветривания  (nвмп), шт - погрузочные машины (nпм), шт - количество углубочных комплексов (nук), шт

43 Полиметалл 3,8 2,7 0,45 3,9 980 1,6 1,16 6 325 40 500 225 475   4 5 3 1

 

 

    Реферат

 

В данном курсовом проекте было предложено рассчитать транспорт, водоотлив, вентиляцию, пневмоснабжение, график ремонта оборудования для месторождения с годовой производительностью 3,8 млн.т/год, для полиметаллических руд.

После расчетов были приняты для  доставки руды в блоке комлекс  ПНБ-3Д + автосамосвал МоАЗ-7140-9586 в количестве ПНБ-3Д – 4 шт, автосамосвалов – 8 шт. На откатку  горной массы было принято электровозная откатка К-14 – 9 шт, в состав поезда входят вагонетки ВГ-9А – 5 шт в составе.

На водоотлив был принят с  учетом суточного водопритока центробежный насос ЦНС 850-240-1440 – 3 шт, из них 1 рабочий, 1 в резерве, 1 на ремонте.

Проветривание рудника производится по нагнетательному способу центробежными вентиляторами ВЦД-47,5/490 – 1 шт, в резерве находится привод вентилятора на случай выхода из строя основного.

Снабжение пневмо энергией производится помощью компрессоров К-250-61-2 в количестве 3 шт.

Подъем рудной массы скиповой, многоканатный  с помощью подъемной машины ЦШ5Х4.

 

 

Содержание

 

 

 

Введение

В нашей стране подземным способом добывают около 30% металлических руд  и горно-химического сырья, однако на подземных работах занято значительно  большее количество трудящихся, чем  на открытых работах.

Одним из наиболее важных звеньев в комплексной механизации подземной добычи руд является процесс перемещения руды от забоя до поверхности, включая операции выпуска, погрузки, доставки ее в пределах очистного блока и транспорта по магистральным выработкам до ствола шахты. На доставку и транспортирование руды приходится около 50% всех затрат по добыче.

Среди горно-механического оборудования, от которого зависит эффективность  и надежность работы горных предприятий, значительную и ответственную часть  составляет стационарные машины и установки. Они представляют собой комплексы энергомеханического оборудования, предназначенные для подъема полезного ископаемого и пустых пород на поверхность, подъема спуска людей, материалов и оборудования. Осушение месторождения полезного ископаемого и откачки воды из горных выработок на поверхность, искусственного проветривания горных выработок, выработки сжатого воздуха, который используется в качестве энергоносителя некоторых горных машин и механизмов.

Стационарные установки обеспечивают на горных предприятиях благоприятные условия и эффективность выполнения основных производственных процессов. От надежной и безаварийной работы стационарного оборудования зависят не только производительность труда, но часто и сама возможность ведения горных работ. Выход из строя приводит к нарушению ритма, а иногда и к остановке работы всего горного предприятия. Поэтому к устройству и эксплуатации стационарных установок предъявляются повышенные требования.

 

  1. Технология ведения и комплексной механизации горных работ

1.1. Общие сведения

Рудничный транспорт  рудных шахт представляет собой многозвенную систему, состоящую из различных  транспортных машин и установок, выполняющих следующие функции:

- транспортирование полезного  ископаемого от очистных забоев, полезного ископаемого и породы из подготовительных забоев до околоствольного двора или до поверхности шахты, а также транспортирование полезного ископаемого по поверхности до склада или до мест погрузки в вагоны железнодорожного транспорта и породы в отвал;

- транспортирование с поверхности  шахты к очистным и подготовительным  забоям и обратно вспомогательных  грузов различного назначениям  и оборудования;

- перевозка людей к местам  их работы и обратно.

Канатная подъемная установка  представляет комплекс энергомеханического оборудования, предназначенного для обеспечения транспортной связи подземных горных выработок шахты или глубоких горизонтов карьера с земной поверхностью. При помощи канатных подъемных установок на горных предприятиях осуществляют подъем полезных ископаемых и попутных горных пород, а также спуск подъем и подъем людей, материалов и оборудования.

Водоотливная установка  служит для откачки подземных  вод из дренажных горных выработок  шахт.

Вентиляторные установки на горных предприятиях служат для проветривания горных выработок и поддержания в них комфортных условий труда путем создания атмосферных условий, при которых состав воздуха соответствует требованиям отраслевым ПБ.

 

  1.2. Способ и схема вскрытия месторождения

Способ вскрытия.

Вскрытие месторождения осуществляется четырьмя вертикальными стволами.

Главный ствол (рудовыдачной) оснащен  скипо-клетевым подъемом, вспомогательные  стволы - клетевым с противовесом.

Схема вскрытия.

Схема вскрытия принимается в зависимости  от схемы проветривания. Принимаем диагональную схему проветривания, по вспомогательному стволу, пройденный параллельно главному стволу, воздух подается, по крайним вспомогательным стволам - выдается. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.1.1. Схема вскрытия месторождения

 

 1.3. Система разработки

 

Для данного месторождения с  учетом его горно-геологических  характеристик применим этажно-камерную систему разработки с подэтажной отбойкой.

Система разработки подразумевает  донный выпуск руды и доставка в пределах очистного блока происходит за счет своей силы тяжести. Дальнейшая доставка до рудоспуска осуществляется комбинированными способами.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.1.2. Этажно-камерная система разработки с подэтажной отбойкой.

 

2. Рудничный транспорт

2.1. Описание технологического процесса транспортирования горной массы

Схему транспортирования предопределяет принятая схема вскрытия и система  разработки.

Исходя из опытных данных, представленных на рис.2.1. при длине доставки L_дост=450 м, наиболее эффективным является применение погрузочных машин типа ПНБ с нагребающими лапами в комплекте с автосамосвалами. Этот комплекс является наиболее эффективным, т.к. средняя длина доставки автосамосвалов при их максимальном использовании является 400-600 м.

Доставка при этажно-камерной системы разработки с подэтажной отбойкой с применением машин с нагребающими лапами и самоходным оборудованием подразумевается погрузка горной массы ПНБ в автосамосвал, далее он разгружается в рудоспуск.

Откатка горной массы до околоствольного  двора осуществляется электровозным транспортом. Вагонетки загружаются под рудоспуском с помощью вибролюков. В околоствольном дворе вагонетки разгружаются с помощью опрокида в бункер, далее руда поступает дробилку, а из дробилки - в скип. Скип поднимается по стволу, разгружается, по конвейеру горная масса поступает на обогатительную фабрику либо на склад руды.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.2.1. Графики зависимости:

а – производительности комплекса  машин от расстояния доставки;

б – себестоимость погрузки и  доставки 1 т руды от состава комплекса и расстояния доставки.

1 – 1’ – погрузочно-транспортная машина ПТ-5А;

2 – 2’ – ПНБ-3 с одним автосамосвалом МоАЗ;

3 – 3’ – ПНБ-3 с двумя автосамосвалами МоАЗ (22т).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.2.2. Технологическая схема доставки, транспортирования и подъема горной массы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.2.2. Типовые сечения горных выработок, штрека, квершлага, ствола

 

2.2. Самоходный транспорт

Выберем отечественный автосамосвал с дизельным приводом, грузоподъемностью 22 т, МоАЗ-7405-9586.

Техническая характеристика автосамосвала  МоАЗ-7405-9586                           Таблица.2.1.

Параметры	Значение
Грузоподъемность, т Мощность привода, кВт Скорость максимальная, км/ч Габариты, мм: - длина - ширина - высота Масса, т	22 140 40   8610 2850 2630 19,5

2.2.1. Тяговый расчет

Сила тяги автосамосвала, развиваемая на уклоне

                   (2.1)

где G₀, G – масса соответственно машины и груза, т; ω₀ – основное удельное   сопротивление движению машины, Н/кН (ω₀=100 для дорог без покрытия, с зачисткой); ω_кр =(0,05÷0,08)ω₀ – дополнительное сопротивление движению на криволинейных участках, Н/кН (ω_кр=0,05·100=5 Н/кН); W_в – дополнительное сопротивление воздуха, Н/кН (W_в = 0 – при скорости движения менее 20 км/ч); I – удельное сопротивление на уклоне, Н/кН (i=3Н/кН); а – ускорение трогания, м/с² (а=0).

Сила тяги в грузовом направлении движения автосамосвала вниз

56365 Н

Сила тяги в порожняковом направлении  движения автосамосвала вверх

26820 Н

Скорость машины, зависимая  от условия движения машины

                                                 (2.2)

где N – мощность двигателя машины, кВт; η_т =0,72÷0,75 – коэффициент полезного действия гидромеханической передачи, (η_т=0,75); η_к – коэффициент полезного действия колеса, (η_к=0,95).

 

Скорость машины в грузовом направлении  движения вниз

6,3 км/ч

Скорость машины в грузовом направлении  движения вверх

13,3 км/ч

Сцепной вес машины при  двух ведущих колесах

                                                      (2.3)

Сцепной вес машины в грузовом направлении  движения

 232,5 Н

Сцепной вес машины в порожняковом направлении движения

114,8 Н

Максимальная сила тяги по условию сцепления ведущих  колес машины с дорогой, которую способна развить машина

                                                            (2.4)

где ψ – коэффициент сцепления пневмошин с дорогой, (ψ=0,5-дороги забойные, в крепких породах, дорожное покрытие мокрое, слегка загрязненное).

Максимальная сила тяги в грузовом направлении движения

116200 Н

Максимальная сила тяги в порожняковом направлении движения

57400 Н

Т.к. F_max(гр)>F_гр , F_max(пор)>F_пор ,то машина может перемещаться на данном уклоне.

Тормозной путь до полной остановки при груженом направлении движения по уклону вниз

                                           (2.5)

где k_ин – коэффициент инерции вращающихся масс для машин с гидромеханической передачей, (k_ин = 1,03 – в режиме движения с грузом); V_н – начальная скорость, м/с (V_н = V_гр).

0,3 м

Тормозной путь, пройденный за время реакции водителя

                                                          (2.6)

где t_p = 0,5÷0,6 с – время реакции водителя, с (t_p = 0,6).

0,53 м

Полный тормозной путь с учетом времени реакции водителя и действия тормозов

1,08 м

2.2.2. Эксплуатационный расчет

Время погрузки одного автосамосвала  в комплексе с ПНБ-3

                                          (2.7)

где V_куз – вместимость кузова, м³ (V_куз=22/2,7 = 8,1 м³); k_з.к.- коэффициент загрузки кузова, (k_з.к.=0,9); Q_H – производительность погрузочной машины непрерывного действия, м³/мин.

1,6 мин

Продолжительность движения машины в грузовом и порожняковом направлениях