Автор работы: Пользователь скрыл имя, 22 Декабря 2013 в 10:16, курсовая работа
Парк горных и транспортных машин, занятых в сфере горного производства открытым способом, требует качественных изменений за счет увеличения единичной мощности машин и грузоподъемности работающих с ними в технологической цепочке средств транспорта, создания более безопасного, надёжного в эксплуатации и ремонтопригодного оборудования, обладающего повышенной комфортностью для экипажа и удобством в управлении, и, наконец, создания и внедрения принципиально новых средств труда, превосходящих по своим технико-экономическим показателям лучшие отечественные и зарубежные образцы техники.
Таблица 7 – Условия применения различных схем коммутации
Наименования схем коммутации |
Взрываемость пород |
Число рядов скважин |
Порядная продольными рядами |
Легковзрываемые |
До 3 |
Порядная поперечными рядами |
Средневзрываемые |
3-4 |
Порядная через скважину |
Легко- и средневзрываемые |
2-5 |
С продольным врубом |
То же |
То же |
С клиновым врубом |
Трудновзрываемые |
Не менее 4 |
С трапециевидным врубом |
То же |
То же |
Диагональная |
Средневзрываемые |
То же |
Определяем инвентарный парк буровых станков:
Nи.б. = = = 15,7 (принимаем 16 станков), (20)
где Кт.г. – коэффициент технической готовности станков первого (Кт.г. = 0,7–0,75), второго (Кт.г. = 0,75–0,8) поколений.
Окончательно принимаем станок СБШ-250МНА-32 в количестве 16 единиц.
1.2. Расчет бурового
оборудования по полезному
1.2.1. Расчет параметров бурения скважин
Диаметр скважины принимаем с учетом обеспечения нормальной проработки подошвы уступа при данной высоте Ну и угле откоса уступа α:
dскв = = = 0,307 м, (21)
где γ – плотность породы, т/м3;
с –
минимальное допустимое
m – коэффициент сближения скважин, принимается в зависимости от трудности взрывания (табл. 5).
Исходя из рассчитанного диаметра скважины (dскв = 0,307 м), а также заданной высоты уступа (Ну = 20 м), предварительно принимаем станок шарошечного бурения СБШ-250МНА-32Д (прил. А).
Выбираем конструкцию долота (табл. 1):
тип – Т; породы – твердые малоабразивные; исполнение шарошек – с фрезерованными зубьями.
Долото (табл. 2):
III320Т-ПГВ; схема опоры – Р-Ш-Р-УПС; диаметр долота – 320 мм.
Рациональное осевое усилие на шарошечное долото можно определить по формуле:
Рос = ∙ К ∙ f ∙ d = ∙ 8 ∙ 8 ∙ 320 = 205 кН, (22)
где К = 6–8;
f – коэффициент крепости породы;
d – диаметр долота, мм.
Определяем техническую (механическую) скорость шарошечного бурения по формуле:
υ = = = 0,345 м/мин, (23)
где Рос – осевая нагрузка на долото, кН;
ω – частота вращения долота, с-1 (табл. 3);
Кфш – коэффициент формы зубьев шарошечного долота (для типа ОК –
Кфш = 1; К – Кфш = 1,3; ТЗ – Кфш = 2,25; Т – Кфш = 2,3; МЗ – Кфш = 2,5; М –
Кфш = 3).
Углубление долота на глубину h можно определить по формуле:
h = = = 0,192 см, (24)
где υ – скорость бурения, см/мин;
Кск – коэффициент, учитывающий уменьшение υ из-за неполного скалывания породы между зубьями (Кск = 0,5);
Zш – число шарошек на долоте (Zш = 3);
ω – частота вращения долота, об/мин.
Преодолеваемое вращателем сопротивление от сжимающих и скалывающих усилий при перекатывании шарошек:
РZ = h ∙ ∙ σбур ∙ Zш ∙ = 0,192 ∙ ∙ 750 ∙ ∙ 3 ∙ =
(25)
= 69120 Н,
где h – внедрение долота, см;
d – диаметр долота, см;
σбур – прочность породы при бурении, Па (табл. 4).
Момент, необходимый для вращения долота и става штанг, находим по формуле:
Мш = РZ ∙ ∙ Ктр ∙ = 69120 ∙ ∙ 1,12 ∙ = 8258 Н∙м, (26)
где Ктр – коэффициент, учитывающий трение в подшипниках шарошек и бурового става о стенки скважины (Ктр = 1,12).
Определяем мощность двигателя для привода вращателя:
Nвр = ∙ = ∙ = 160 кВт, (27)
где ω – угловая скорость долота, рад/с;
ηмех – КПД механизма вращателя (ηмех = 0,65).
Рассчитываем мощность привода механизма подачи:
NП = = = 47 кВт, (28)
где Рос – осевая нагрузка на долото, кН;
υП – скорость подачи,
υП = 0,5 ∙ h ∙ ∙ 3 = 0,5 ∙ 0,00192 ∙ ∙ 3 = 0,346 м/с, (29)
где h – углубление долота, м;
ηП – КПД механизма подачи (ηП = 0,65–0,75).
1.2.2. Расчет эксплуатационных показателей буровых станков
Сменную производительность бурового станка определяем по формуле:
Qсм = = = 106 м, (30)
где К – коэффициент эффективного использования станка в течение смены
(К = 0,7–0,9);
Тс – продолжительность рабочей смены, с;
υ – техническая (механическая) скорость бурения, м/с;
tв – время, затрачиваемое на вспомогательные операции и отнесенное к единице длины скважины, с/м (tв = 50 с/м).
Теперь определяем годовую производительность станка:
Qгод = (Тк – Тв – Ткл – Трем – Тп) ∙ nсм ∙ Qсм =
(31)
= (365 – 54 – 50 – 40 – 30) ∙ 3 ∙ 106 = 60738 м,
где Тк – календарное количество дней в году;
Тв – количество выходных дней в году;
Ткл – количество дней простоя по климатическим причинам;
Трем – количество дней на планово-предупредительный ремонт;
Тп – количество праздничных дней в году;
nсм – количество смен в сутки.
Рабочий парк буровых станков:
Nбс = = = 0,9 (принимаем 1 станок), (32)
где Агм – годовая производительность карьера по горной массе,
Агм = Апи ∙ Кв = 12 ∙ 106 ∙ 2,1 = 25,2 ∙ 106 т; (33)
φ – выход горной массы с 1 м скважины,
φ = = =
(34)
= 222,2 м3,
где W – линия сопротивления по подошве,
W = ∙ Кв ∙ dc ∙ = ∙ 1,2 ∙ 0,352 ∙ = 15,5 м, (35)
где β – угол наклона скважины, град (β = );
Кв – коэффициент, учитывающий взрываемость пород в массиве (табл. 5);
dс – диаметр скважины,
dс = Кр.с. ∙ dд = 1,1 ∙ 0,32 = 0,352 м, (36)
где Кр.с. – коэффициент расширения скважины при бурении (Кр.с. = 1,05–1,2);
dд – диаметр долота, м;
Δ – плотность заряжания ВВ в скважине, кг/м3 (табл. 6);
m – коэффициент сближения зарядов (табл. 5);
γ – плотность породы, кг/м3;
Квв – переводной коэффициент от аммонита №6ЖВ к принятому ВВ
(табл. 6);
b – расстояние между рядами скважин (b = a, т.к. квадратная сетка скважин);
nр – число рядов скважин (табл. 7);
а – расстояние между скважинами в ряду,
а = m ∙ W = 1,1 ∙ 15,5 = 17,1 м; (37)
Lс – длина скважины,
Lс = = = 25,5 м, (38)
где lп – длина перебура,
lп = (0,1–0,25) ∙ Ну = 0,2 ∙ 20 = 4 м. (39)
Определяем инвентарный парк буровых станков:
Nи.б. = = = 1,4 (принимаем 2 станка), (40)
где Кт.г. – коэффициент технической готовности станков первого (Кт.г. = 0,7–0,75), второго (Кт.г. = 0,75–0,8) поколений.
Окончательно принимаем станок СБШ-250МНА-32Д в количестве 2 единиц.
2. Выбор, обоснование и расчет выемочно-погрузочного оборудования
Наиболее характерными представителями выемочно-погрузочных машин, эксплуатируемых на открытых разработках, являются одноковшовые и многоковшовые экскаваторы.
Экскаватором называется
машина, предназначенная для
Рабочий цикл одноковшового
экскаватора складывается из четырех
последовательных операций: наполнения
ковша (черпания), перемещения его
к месту разгрузки (транспортирования),
разгрузки и перемещения
Существующие типы экскаваторов в общем виде классифицируются типажом по следующим признакам: назначению и роду выполняемой работы; вместимости ковша (Е, м3 – одноковшовые) или теоретической производительности (Q, м3/ч – многоковшовые); видам рабочего, ходового и силового оборудования.
В свою очередь, одноковшовые
и многоковшовые экскаваторы
имеют более узкие
Любой экскаватор, одноковшовый или многоковшовый, состоит из рабочего (у одноковшовых экскаваторов оно же и транспортирующее), транспортирующего, механического, включающего главным образом передаточные механизмы (трансмиссии), ходового и силового оборудования, а также механизмов управления, металлоконструкций платформы и надстройки, кузова.
Учитывая область применения выемочного оборудования, высоту уступа и заданную годовую производительность карьера по полезному ископаемому зададимся следующими моделями экскаваторов:
– для вскрышных пород – ЭШ-6,5/45;
– для добычи полезного ископаемого – ЭКГ-12Ус.
2.1. Выемка пустой породы
В соответствии с исходными данными (высота уступа Ну = 19 м; коэффициент крепости f = 16; годовая производительность по полезному ископаемому Аг = 12 млн.т) для вскрышных работ предварительно принимаем экскаватор ЭШ-6,5/45 (прил. Б).
2.1.1. Определение
масс и линейных размеров
Значения масс и линейных размеров конструктивных элементов экскаваторов, необходимые для определения усилий, возникающих при работе экскаватора, вычисляем по эмпирическим формулам.
Масса всего экскаватора:
mэкс = kэкс ∙ Е = 52 ∙ 6,5 = 338 т, (41)
где kэкс – коэффициент удельной массы экскаватора, численно равный отношению массы экскаватора к вместимости ковша (табл. 8);
Е – вместимость ковша, м3.
Таблица 8 – Коэффициенты для определения линейных размеров экскаваторов по заданной вместимости ковша
Показатели |
Механические лопаты |
Шагающие экскаваторы | |
Карьерные |
Вскрышные | ||
Вместимость ковша, м3 |
2–20 |
4–50 |
4–25 |
Удельная масса экскаватора kэкс, т/м3 |
38–55 |
55–110 |
50–110 |
Линейные коэффициенты kL | |||
Длина стрелы |
1,8–1,85 |
3,2–4,5 |
7,0–8,0 |
Высота пяты стрелы |
0,45 |
0,7–0,8 |
0,15–0,5 |
Длина рукояти |
1,15–1,25 |
2,1–2,9 |
– |
Максимальная высота: копания разгрузки |
1,7–1,8 1,23–1,3 |
2,65–2,90 2,8–3,2 |
4,6 2,5 |
Высота напорного вала |
1,1 |
1,70–1,95 |
– |
Максимальный радиус: копания разгрузки |
2,7–2,6 2,5–2,4 |
3,5–4,5 3,3–4,3 |
7,55 7,48 |
Информация о работе Выбор, расчет и обоснование буровых и выемочно-погрузочных работ