Расчет скреперной установки

При расчете определяется емкость скрепера или его производительность, основные размеры скрепера (или тип стандартного скрепера), тип скреперной лебедки, тяговое усилие канатов на барабанах лебедки, мощность двигателя и расход энергии на транспортирование.

1. Производительность и емкость скрепера.

Производительность скреперной установки

, т/ч (1)

где: V – емкость скрепера, м³;

- число циклов в 1 ч;

Т_ц – продолжительность цикла, сек;

, сек (2)

; ;

- соответственно продолжительность зачерпывания, рабочего и холостого хода, сек;

- продолжительность пауз, связанных с переключением барабанов, сек;

L – длина доставки, м (обычно L задана);

- длина пути зачерпывания, м;

- соответственно скорости зачерпывания, рабочего и холостого ходов, м/сек.

Предварительно по табличным данным подбирают скреперную лебедку и для данной лебедки принимают определенные значения рабочей и холостой скоростей движения каната.

Из формулы (1) по заданной производительности можно определить потребную емкость скрепера:

, м³

Коэффициент наполнения скрепера принимается для крупнокусковой породы и руды 0,5 ÷ 0,7; для мелкой породы и руды 0,6 ÷ 0,9; для угля 0,9 ÷ 1,0.

Полученная емкость скрепера округляется до ближайшей стандартной, по которой и производится выбор скрепера и его основных размеров.

2. Тяговое усилие и мощность двигателя.

Тяговое усилие каната при рабочем ходе скрепера

, кГ (3)

и при холостом ходе

, кГ (4)

где: f₁ и f₂ – коэффициенты трения соответственно транспортируемого груза и скрепера о почву выработки (при транспортировании руды f₁ = 0,6 ÷ 0,8; f₂ = 0,4 ÷ 0,6);

= 1,4 ÷ 1,5 – коэффициент неучтенных сопротивлений (трение каната, сопротивление на роликах и др.).

Тяговое усилие на рабочем канате при зачерпывании материала

, (5)

где: - коэффициент дополнительных сопротивлений при зачерпывании; для скальных пород средней крепости = 1,5 ÷ 1,6, а для крупнокусковой и плохо взорванной породы = 2,2.

По максимальному тяговому усилию (рабочий ход) и запасу прочности т = 4,5 ÷ 6,0 определяют разрывное усилие каната

, кГ

По этому усилию подбирают из справочника диаметр каната.

Выбор мощности двигателя скреперной лебедки производится по условиям нагрева (среднеквадратичному току) или приближенно по среднеквадратичной мощности

, кВт (6)

где ; ; , кВт

- соответственно мощность на рабочем валу при зачерпывании, рабочем и холостом ходах.

Установленная мощность двигателя

, кВт

где: = 1,25 ÷ 1,35 – коэффициент запаса мощности;

= 0,75 ÷ 0,80 – к.п.д. редуктора.

 

Контрольные вопросы

1. Область применения скреперных установок.

2. Особенности конструкции скреперных установок.Типы скреперов.

3. Последовательность расчета скреперной установки.

 

Тема 13

Расчет одноконцевой канатной откатки

 

При расчете канатной откатки по заданной производительности определяют число вагонеток в составе, выбирают лебедку и канат, определяют мощность двигателя.

Производительность откатки концевыми канатами

,т/ч (1)

где: - грузоподъемность вагонетки, кг;

- число вагонеток в составе;

- продолжительность рейса, сек.

Продолжительность рейса для откатки одним концевым канатом с заездами

,сек (2)

где: - длина основного прямолинейного участка, м;

- средняя скорость движения, м/сек,

;

- номинальная (паспортная) скорость, обеспечиваемая лебедкой, м/сек;

- длина криволинейного участка и стрелочных переводов, (20 ÷ 35 м);

- длина вагонетки, м;

- скорость движения состава на закруглениях и стрелках, = ,м/сек;

сек - время на перецепку каната.

Подставляя значение в формулу (1), получим

,т/ч (3)

При заданной производительности необходимое число вагонеток в составе

. (4)

Полученное число вагонеток определяется по условию прочности сцепок:

, (5)

где: - допустимое усилие на сцепке, кГ;

- собственный вес вагонетки, кг;

- коэффициент сопротивления движению.

Число вагонеток не должно превышать 15 при = 1000 кг и 10 при = 2000 кг.

Выбор каната производят по весу 1 погонного метра, который определяют по наибольшему статическому усилию, действующему на канат,

(6)

и максимальному допустимому усилию в канате

,кГ. (7)

Приравнивая эти два выражения, имеем

= , (8)

откуда вес 1 м каната

,кг/м, (9)

где: = (130 ÷ 180) · 10⁶ кГ/м² - предел прочности металла проволок каната на разрыв;

- запас прочности каната (для грузовых откаток т = 6,5; для грузо-людских откаток т = 7,5; для подъема и спуска людей т = 9,0);

- приведенная плотность каната, кГ/м² (в среднем 10 кГ/м²);

, м - длина каната;

- коэффициент сопротивления движению каната ( = 0,15 ÷ 0,35 при движении каната по роликам и 0,4 ÷ 0,6 при волочении каната по почве или шпалам).

По полученному весу 1 м каната выбирают стандартный канат.

Двигатель лебедки может работать в двигательном или генераторном режиме в зависимости от направления движения состава.

Установленная мощность двигателя:

при подъеме состава по уклону

,кВт, (10)

при спуске состава по бремсбергу

,кВт, (11)

где: - тяговое или тормозное усилие на приводном валу лебедки;

- к.п.д. редуктора;

- скорость движения состава при генераторном режиме;

- коэффициент запаса мощности.

При подъеме состава по уклону определяется по формуле (6).

При откатке по бремсбергу принимается наибольшая мощность двигателя из следующих двух случаев:

для подъема состава из порожних вагонеток по формуле (10), где

,кГ; (12)

для спуска состава из груженых вагонеток по формуле (11), где

, кГ (13)

 

Контрольные вопросы

1. Последовательность расчета одноконцевой канатной откатки.

 

Тема 14

Канатно-подвесные дороги

 

Канатно-подвесные дороги (рис.14.1) применяют двух типов: одноканатные – с тягово-несущим канатом и двухканатные – с тяговым и несущими канатами. С помощью этих дорог можно доставлять как грузы, так и людей.

В настоящее время дороги выпускаются типов 1КГД, ДКЛ, МДК, ДКП2.

Дорога 1КГД (рис.14.1, а) предназначена для механизированной доставки людей, вспомогательных материалов и оборудования массой до 4000 кг по горизонтальным и наклонным до 25⁰ участковым и магистральным выработкам. Дорога может применяться в выработках с исходящей струей воздуха и в искривленных в плане и профиле при сечении ≥ 4,8 м². Грузолюдская моноканатная дорога типа 1КГД имеет бесконечный тяговый канат 2, который поддерживается и перемещается вдоль горной выработки роликоопорами 3. Отклонение в плане осуществляется роликоопорами 9, а в профиле канат поддерживается роликоопорами 4. Канат перемещается с помощью привода 1, который может передвигаться по направляющим с помощью лебедки 13. Благодаря этому обеспечивается натяжение каната. Изменение направления каната происходит на обводном шкиве 6, устанавливаемом вверху выработки.

Посадка и высадка людей осуществляется на ходу при движущемся канате со скоростью 1,2 м/с. Для доставки людей предусмотрены специальные подвески 5 с сиденьями велосипедного типа и подножками. Вертикальность подвески обеспечивается шарниром 14 в подвеске. Для установки и съема сидений с движущегося каната применены устройства 7.

Доставка вспомогательных материалов массой до 300 кг производится на поддоне 10, закрепленном на подвеске двумя съемными зажимами, а массой до 4000 кг – на платформе 8, которая имеет колеса и перемещается по почве горной выработки. Платформа имеет жесткие тяги и грузовые зажимы такой конструкции, что она дает направление движения грузовой платформе вдоль выработки.

Дорога имеет натяжное грузовое устройство 11, создающее необходимое тяговое усилие и не допускающее провес каната. Его устанавливают в центре пролета длиной 10 м в обеих ветвях тягонесущего каната и снабжают специальным демпфером, который размещают на почве выработки. Демпфер служит для гашения колебаний, возникающих в тягонесущем канате при пуске дороги. Для сближения канатов по ширине около приводной станции и обводного шкива применяют отклоняющее устройство 12.

Рис.14.1 Канатно-подвесные дороги

 

Тягонесущий канат по всей длине выработки поддерживается с помощью роликов, устанавливаемых через каждые 10 м. Эти дороги работают в Карагандинском угольном бассейне.

Дорога МДК (рис.14.1, б) предназначена для перевозки людей и вспомогательных грузов по прямолинейным в плане горизонтальным и наклонным до 25⁰ выработкам. Дороги выпускаются трех типоразмеров на длину 400, 800 и 1200 м. Основные узлы дороги МДК: приводная станция 6 со шкивом трения, оборудованная одноступенчатым редуктором с вертикально расположенным валом приводного шкива; натяжное устройство 1 грузового типа; замкнутый тяговый канат 2, поддерживаемый роликами 4, которые крепятся к верхнякам крепи; подвесные сиденья 5; контейнеры 3; шарнирные подвески 7. Шарнирная конструкция подвески обеспечивает постоянное вертикальное ее положение. К канату подвески крепятся жестко. Узлы привода и натяжного устройства имеют специальную раму. Посадка и высадка людей осуществляется на ходу, при движущемся канате. Чтобы сиденья не раскачивались в вертикальной плоскости, к ним сзади прикрепляют куски старой конвейерной ленты. Эксплуатация дороги допускается в том случае, если приводная и натяжная станции имеют ограждение и лестницы для их осмотра.

Для предупреждения заезда человека под приводную станцию в районе высадки установлен датчик. При проезде этого места датчик останавливает дорогу.

Аппаратура управления и автоматизации обеспечивает звуковую предупредительную сигнализацию, пуск и остановку привода с конечных пунктов, блокировку, не допускающую повторного пуска, отключение привода в случае превышения скорости каната на 20%, двустороннюю кодовую сигнализацию и дуплексную телефонную связь между посадочными площадками, а при необходимости – остановки дороги с любого места выработки с помощью кабель-тросового выключателя. Дороги типа МДК изготовляет Кадиевский завод горного машиностроения (Ворошиловградская область).

 

Контрольные вопросы

1. Область применения канатных подвесных дорог.

2. Конструкция канатной подвесной дороги.

3. Достоинства и недостатки канатной подвесной дороги.

 

Тема 15

Подвесные монорельсовые дороги

 

В подземных условиях для транспортирования породы и полезных ископаемых, вспомогательных материалов и перевозки людей применяют монорельсовые установки. Их используют в выработках высотой 1,5-1,7 м с углами наклона от 0 до 45⁰, с поворотами до 90⁰ и радиусами закругления свыше 0,8 м. Монорельсовая дорога – это комплекс рельсового пути, путевого оборудования, подвижного состава, средств тяги (канатной или локомотивной), грузоподъемных и вспомогательных устройств.

На угольных шахтах нашли применение монорельсовые дороги с канатной тягой типа ДМК (рис.15.1). В качестве монорельса 13 использована двутавровая балка №16. Отрезки балки длиной до 3 м соединены между собой шарнирно и с помощью несущих балок 8 подвешены на отрезках цепи к кровле выработки. По монорельсу с помощью тягового каната 12 и привода 16 перемещается приводная тележка 4, соединенная тягами с тележками пассажирских 6 и грузовых 10 вагонеток. На тележках грузовых вагонеток установлены ручные тали 9. Тяговый канат поддерживается специальными устройствами 11 и 14. Его натяжение осуществляется грузовым устройством 15. Приводная станция оборудована рабочим ленточным и предохранительным колодочным тормозами. Аварийная остановка дороги производится специальной тормозной системой, состоящей из тормозной тележки 3, амортизационного каната 5 и амортизаторов 7, установленных на пассажирских вагонетках. При обрыве тягового каната или превышении допустимой скорости движения тормозная система срабатывает автоматически. Удлинение дороги производится переносом в призабойную зону стойки 1 с концевым блоком 2.

Монорельсовые дороги 4ДМК и 6ДМК имеют грузоподъемность соответственно 4 и 6 т, длину транспортирования 1200 и 2500 м, скорость движения 0,25-1,85 м/с, мощность привода 45 кВт.

Недостаток монорельсовых дорог с канатной тягой – невозможность работы без промежуточной разгрузки при разветвленной сети горных выработок.

Шахтные монорельсовые дороги с локомотивной тягой – это комплекс, состоящий из дизелевоза, грузовых тележек с контейнерами и пассажирских вагонеток.

Рис.15.1Монорельсовая дорога с канатной тягой типа ДМК

Рис.15.2Дизелевоз ДМВ-5А: 1 – тяговый блок; 2 – силовой агрегат; 3 – ходовая тележка

В дизелевозе ДМВ-5А (рис.15.2) тяговый блок включает две пары ведущих колес, которые с помощью пружинно-рычажных механизмов прижимаются к вертикальной стенке монорельса. Рабочее торможение дизелевоза осуществляется гидродвигателями, а экстренная остановка и затормаживание на стоянках – специальными пружинно-гидравлическими тормозами. Дизелевоз с грузовыми и пассажирскими вагонетками и вагонетки между собой соединяются шарнирными тягами – сцепками. Тележки вагонеток снабжены аварийно-стояночными тормозами, управляемыми из кабины машиниста или из кабины пассажирской вагонетки.

Достоинства монорельсовых дорог с локомотивной тягой – автономность при работе в разветвленных выработках неограниченной длины под большими углами наклона и малые габариты, позволяющие работать в выработках с небольшим поперечным сечением и малыми радиусами закруглений.

 

Контрольные вопросы

1. Область применения подвесных монорельсовых дорог.

2. Типы подвесных монорельсовых дорог.

3. Достоинства и недостатки подвесных монорельсовых дорог.

 

Тема 16

Нормы безопасности на подвесные дизельные монорельсовые дороги

 

Монорельсовые дороги предназначены для бесперегрузочной доставки оборудования, материалов и людей по разветвленным горизонтальным и наклонным выработкам угольных шахт, опасных по газу и пыли.

Монорельсовая дорога должна включать следующее оборудование: поезд монорельсовый; монорельсовый путь; вспомогательное оборудование (пусковой агрегат для пуска дизельного двигателя, цистерна и насос для дизельного топлива, приборы для экспресс-анализа состава выхлопных газов, комплект оборудования для заправки гидросистемы и т.п.).

Поезд монорельсовый состоит из дизельного локомотива, грузовых тележек, пассажирских салонов и приспособления для перевозки тяжелых грузов. Единицы подвижного состава поезда должны соединяться сцепками, контрсцепками и коммуникациями управления.

Монорельсовый путь состоит из секций монорельса с подвесной арматурой, стрелочных переводов и концевых упоров.

Монорельсовый дизельный локомотив. Дизельный локомотив должен включать: дизельную секцию с гидропередачей, тяговые блоки, тормозные тележки, кабины машиниста. Составные части должны иметь габариты, допускающие их спуск в шахту в клетях. При необходимости соединения составных частей локомотива должны быть шарнирными для обеспечения вписываемости дизелевоза в горизонтальные и вертикальные кривые.

Тяговые блоки состоят из двух ведущих футерованных колес и устройства прижатия их к монорельсу. Материал футеровки должен соответствовать требованиям, предъявляемым при его применении в угольных шахтах. На локомотиве должно быть устройство контроля усилия прижатия ведущих колес к рельсам.

Поезд должен иметь две кабины управления: одну — в голове, другую — в хвосте состава. Кабина должна иметь лобовое стекло, не дающее острых осколков при разрушении, и ограждения дверных проемов. Дверные проемы должны иметь ширину не менее 0,7 м и высоту не менее 1,0 м.

Локомотив должен иметь систему управления, обеспечивающую: включение и выключение тяги, регулирование скорости и наложение тормозов; управление только из одной кабины.

Дизельный локомотив должен быть оборудован оперативной, стояночной и аварийной системой торможения. Система оперативного (рабочего) торможения должна обеспечивать регулирование скорости и замедление поезда до его полной остановки. Система стояночного торможения должна обеспечивать удержание поезда расчетной массы на максимально допустимом уклоне, причем запас тормозного усилия по отношению к расчетной нагрузке на максимально допустимом для эксплуатации дороги уклоне должен быть не менее 2,5. Система аварийного торможения должна срабатывать при ручном воздействии, а также автоматически при превышении максимальной скорости движения (2 м/с) на 25 % или при разрыве состава и обеспечивать остановку поезда расчетной массы на максимально допустимом уклоне на пути не более 10 м с замедлением не более 35 м/с².

Пассажирский салон. Кузов салона должен быть закрытый и иметь дверные проемы, оборудованные защитными ограждениями. Высота дверных проемов должна быть не менее 1,0 м, а ширина — не менее 0,7 м. Площадь пола, приходящаяся на одного пассажира, должна быть не менее 0,41 м². Конструкция сидений пассажирского салона должна обеспечивать удобное положение тела человека независимо от угла наклона выработки. Материал сидений должен соответствовать санитарно-гигиеническим требованиям. Салон должен подвешиваться на амортизаторах. Конструкция пассажирского салона должна обеспечивать возможность установки в нем носилок с пострадавшим. Пассажирский салон должен снабжаться устройством экстренного торможения или устройством для подачи сигнала машинисту локомотива.

Грузовые тележки. Грузовые тележки должны иметь механизированные грузоподъемные устройства и устройства для надежного закрепления груза (контейнеров, пакетов на поддонах) и фиксации его в транспортном положении.

Грузовые тележки должны допускать размещение коммуникаций управления, идущих от кабин машиниста к локомотиву.

Сцепные устройства. Единицы подвижного состава должны соединяться жесткими сцепками, обеспечивающими возможность работы состава на горизонтальных и вертикальных кривых. Самопроизвольное расцепление сцепок недопустимо.

Сцепные устройства должны иметь 6-кратный запас прочности при перевозке грузов и 10-кратный при перевозке людей.

Тормозные тележки. Тормозные тележки должны обеспечивать надежное торможение. Время срабатывания — не более 0,3 с.

Контейнеры. Контейнеры должны обеспечивать возможность транспортировки их на различных транспортных средствах (рельсовых, монорельсовых), а также установки их штабелями при складировании.

Рекомендуется применять следующие типы контейнеров: контейнер для мерных материалов; контейнер для арочной металокрепи; контейнер для жидкости.

Монорельсовый путь. Монорельсовый путь должен быть выполнен из сборно-разборных секций спецпрофиля, по геометрическим размерам сечения и прочностным характеристикам аналогичного двутавру европейского стандарта. Длина прямолинейных секций не должна превышать 3,2 м. На искривленных участках монорельсовый путь должен монтироваться из предварительно изогнутых в горизонтальной или вертикальной плоскости секций с радиусом изгиба, оговоренным в технической документации. Устройства для подвески монорельсового пути должны иметь не менее чем 3-кратный запас прочности по отношению к максимальной статической нагрузке, обеспечивать возможность регулировки положения монорельса по высоте и быть приспособленными для подвески к соответствующим видам крепи выработок. При использовании для подвески монорельса цепей последние должны иметь не менее чем 5-кратный запас прочности по отношению к максимальной статической нагрузке. Расстояние между подвесками не должно допускать прогиба монорельса между ними более 1/200 длины пролета.

Конструкция монорельсового пути и устройства для его подвески должны исключать смещение пути вниз и увеличение стыковых зазоров при работе дороги в наклонной выработке. Конструкция стыковых соединений должна обеспечивать возможность сборки монорельсового пути с зазорами на стыках ездовых поверхностей не более 5 мм и несовпадение ездовых поверхностей по вертикали и по горизонтали не более 3 мм. Эти требования также должны выполняться при замыкании стрелочных переводов. Крепление секций монорельсового пути между собой (замки) и к металлическим верхнякам крепи выработки должно быть быстроразъемным. Угол излома секций монорельса на стыках в горизонтальной плоскости не должен превышать 4⁰. При этом допустимая величина зазора в стыках должна выдерживаться с нижней стороны монорельса.

В комплект поставки монорельсового пути должны входить концевые упоры, устанавливаемые в конечных пунктах пути для предотвращения схода подвижного состава с монорельса.

Конструкция монорельсового пути должна допускать возможность установки растяжек, предотвращающих его раскачивание и сход подвижного состава с монорельса.

Монорельсовые стрелочные переводы должны иметь рамную конструкцию, фиксацию положений пера, механический и ручной привод переключения и стопоры, предотвращающие сход подвижного состава с монорельса, если не произошло полное замыкание стрелки или перо стрелки переведено на другой путь.

В местах стыковки монорельсовых дорог с канатным и дизельным приводом монорельсовый путь должен обеспечивать возможность заезда состава канатной дороги на монорельс дизельной дороги.

 

Контрольные вопросы

1. Основные ПБ при работе подвесных дизельных монорельсовых дорог.

 

Тема 17

Основные правила безопасности и противопожарные мероприятия при эксплуатации локомотивов

 

Для перевозки людей, сопровождающих составы с материалами и оборудованием, и отдельных лиц в течение смены в горизонтальных выработках допускается включение в грузовой состав одиночной пассажирской вагонетки. Эта вагонетка должна следовать за локомотивом в голове состава, а при наличии сигнального устройства, обеспечивающего подачу сигналов машинисту локомотива, - в любом месте грузового состава.

Не допускается прицеплять к пассажирской вагонетке платформы с материалом и оборудованием, а также вагонетки, у которых перевозимый груз выступает за их габариты. Лицам надзора и стажерам машиниста при наличии второго сиденья в кабине разрешается проезд на локомотиве.

Эксплуатация дизельных локомотивов допускается в соответствии с временными нормами и техническими требованиями. Локомотив может находиться в хвосте состава при маневровых операциях, выполнять которые разрешается на участке длиной не более 300 м при скорости движения не более 2 м/с, во всех остальных случаях локомотив должен находиться в голове состава. Запрещается эксплуатация локомотивов при: неисправности фар, сцепных устройств, тормозов, песочниц; нарушениях взрывобезопасности оборудования; при износе более чем на 2/3 толщины колодок и прокате бандажей более 10 мм.

Управление локомотивом допускается только из кабины машиниста.

Каждый локомотив, находящийся в эксплуатации, должен осматриваться в сроки: ежесменно машинистом, ежесуточно слесарем, еженедельно начальником депо и один раз в квартал начальником транспорта.

Тяговые подстанции и зарядные устройства должны иметь защиту от токов к.з., а батарейный ящик во время зарядки батареи – надежно заземлен. Не допускается передвижение аккумуляторного электровоза под включенным контактным проводом без крыши над кабиной. Локомотивы новой модели должны быть оборудованы скоростемерами и устройствами, исключающими управление локомотивом при нахождении машиниста вне кабины.

Для контактных электровозов допускается применение постоянного тока напряжением не выше 600 В, при этом сеть контактного провода должна иметь положительную полярность, а рельсовый путь – отрицательную.

Запрещается производство ремонтов на линии. При появлении запахов, непонятных шумов или стуков следует электровоз остановить и с помощью другого электровоза доставить его в гараж.

Контактная сеть должна быть секционирована выключателями, установленными на расстоянии друг от друга не более 500 м.

Смазочные и обтирочные материалы следует хранить в мастерской депо в закрытых сосудах, причем в количествах, не превышающих суточную потребность в каждом из них.

В депо согласно ПБ должны быть в наличии огнетушители и песок.

 

Контрольные вопросы

1. Перечислить основные ПБ при работе локомотивного транспорта.

 

 

Тема 18

Условные обозначения на транспортных схемах

 

Конвейер
ленточный
телескопический ленточный
скребковый
Рештаки для самотечного транспорта
Рельсовый путь
одноколейный с разминовкой
двухколейный со съездами
Откаточная выработка, оборудованная электровозами
аккумуляторными
контактными
высокочастотными
Погрузочный пункт под горным бункером
Горный бункер
Напорный гидротранспорт
Толкатель
Канатный толкатель
Круговой опрокидыватель
Направление движения
порожняка
груза
Канатная дорога
монорельсовая
напочвенная
Лебедка
с канатной тягой
маневровая
Фрикционный колесный толкатель
Погрузочный пункт угля
с ленточного конвейера
с горного бункера
Моноканатная кресельная дорога
Доставка под действием собственного веса
Разгрузка вагонеток в разгрузочных кривых

 

Тема 19

Технологические подземные транспортные схемы

 

По виду основного транспорта (т.е. транспорта угля) все многообразие общешахтных схем транспорта, включающих различные сочетания участкового и магистрального транспорта, можно разделить на две группы: схемы с одним видом транспорта и комбинированные.

Рис. 19.1Схема оборудования узла сопряжения лавы с конвейерным штреком: а – ленточным конвейером 1Л80 с надвижным скребковым перегружателем КСП2 (l 1 – величина сокращения конвейерной линии без укорачивания конвейера); б – телескопическим ленточным конвейером 1ЛТ80 с перегружателем ПТК1 (l 2 – величина сокращения без выброски ленты)

В схемах с одним видом транспорта уголь от забоя по участковым и магистральным выработкам транспортируется или локомотивами (применяется преимущественно на шахтах, разрабатывающих крутые пласты), или конвейерами (на так называемых шахтах сплошной конвейеризации), или гидротранспортом (на так называемых гидрошахтах).

К комбинированным схемам относятся все другие схемы транспорта, например с конвейерным участковым транспортом и локомотивным магистральным, с локомотивным транспортом по участковым и магистральным горизонтальным выработкам и с конвейерным транспортом по наклонным выработкам. Комбинированные схемы, в которых транспортирование угля по наклонным выработкам осуществляется в вагонетках с помощью канатной откатки, называются ступенчатыми.

Ступенчатые схемы транспорта технологически наиболее несовершенны, причем степень их несовершенства характеризуется числом ступеней откатки, т.е. числом наклонных выработок, которые должна пройти вагонетка от очистного забоя до околоствольного двора.

Одним из наиболее «узких» звеньев в участковом транспорте является узел перегрузки с забойного конвейера на штрековый. В этом месте чаще всего применяются скребковые конвейеры, укорачиваемые по мере подвигания лавы.

Рис. 19.2Схема транспорта при отработке этажа в бремсберговом поле одиночными лавами по падению: 1 – монорельсовая грузолюдская дорога; 2, 3 – конвейеры 1ЛТ100 и 2ЛБ80	Рис. 19.3 Схема транспорта при отработке этажа в уклонном поле одиночными лавами по падению: 1 – монорельсовая грузолюдская дорога; 2 – механизированный бункер-конвейер; 3, 4 – конвейеры 2ЛУ100 и 2ЛУ80

Более совершенным является оборудование узла сопряжения лавы с конвейерным штреком надвижными перегружателями, подающими уголь непосредственно на ленточный конвейер (рис.19.1, а), или телескопическими конвейерами, работающими в комплексе с передвижным перегружателем (рис.19.1, б).

На рис.19.2 показана схема транспорта при отработке этажа в бремсберговом поле одиночными лавами по падению с нагрузкой на забой до 2000 т/сут и угле наклона до 10⁰. Особенностью схемы является применение телескопического конвейера 1ЛТ100.

Характерными для схем конвейерного транспорта являются пункты перегрузки угля с конвейерных линий, транспортирующих уголь от лавы на сборную (обычно наклонную) конвейерную линию.

Основными технологическими требованиями, предъявляемыми к таким перегрузочным пунктам, являются следующие:

- обеспечение приема без просыпания на почву максимальных минутных грузопотоков угля, поступающих на сборную конвейерную линию;

- осуществление бесперебойной работы очистных забоев в периоды относительно кратковременных остановок сборных конвейеров и прием поступлений угля (весьма малых по объему, но продолжительных по времени) в бункер (при выполнении вспомогательных или ремонтных работ в лаве или на конвейерном штреке), когда работа сборного конвейера вхолостую нецелесообразна.

Перегрузочные пункты в местах сопряжения конвейерных линий, идущих от лав, со сборными конвейерными линиями с точки зрения обеспечения приема максимальных минутных грузопотоков, поступающих на сборный конвейер из двух или более лав, могут быть двух видов: с прямой перегрузкой (безбункерные) (рис.19.4, а) и с выравнивающими (усредняющими) бункерами (рис.19.4, б, в).

Пункты с прямой перегрузкой должны быть приняты в тех случаях, когда суммарное значение максимальных минутных грузопотоков, поступающих из двух или более лав, не будет превышать приемной способности сборного конвейера.

Рис. 19.4 Схемы узлов оборудования перегрузочных пунктов в сопряжениях конвейерных линий, идущих от лав, со сборными конвейерными линиями: а – безбункерная; б и в – с усредняющими механизированными и горными бункерами; г – с бункером-гезенком: 1, 2 – горизонтальная и наклонная конвейерные линии; 3 – перегрузочная воронка; 4 – бункер-конвейер; 5 – горный бункер; 6 – бункер-гезенк

Если суммарный максимальный минутный грузопоток из двух или более лав превышает приемную способность сборного конвейера, необходимо пункты перегрузки угля на сборную конвейерную линию оборудовать усредняющими емкостями в виде горных бункеров (рис.19.4, в, г) или бункер-конвейеров (рис.19.4, б). При невозможности применения усредняющих бункеров следует устанавливать конвейер с большей приемной способностью.

При выборе схемы транспорта конвейеризированного выемочного участка надо учитывать вид транспорта для угля, горной массы или породы, поступающих от подготовительных забоев.

Основными факторами, влияющими на выбор вида транспорта от подготовительных забоев при возведении участковых выработок, являются:

- вид проходческого забоя (по углю, смешанный – с выдачей угля и породы, смешанный – с закладкой породы и выдачей только угля);

- вид транспорта по выработке в период ее эксплуатации (конвейерный, электровозный).

В случаях, когда из подготовительных забоев поступает только уголь (забой по углю или смешанный забой с закладкой породы в раскоску) или горная масса с небольшим содержанием породы, рекомендуется применять конвейерный транспорт с дальнейшей перегрузкой угля на конвейерную (обычно наклонную) линию, транспортирующую уголь из очистных забоев.

С целью сокращения затрат на переоборудование транспорта после окончания проходческих работ на конвейерных линиях для доставки угля из подготовительных забоев иногда можно использовать такие типы конвейеров, которые будут применяться в проводимых выработках при эксплуатации очистных забоев.

Рис. 19.5 Схема транспорта горной массы на шахте «Должанская-Капитальная»: 1 – скребковый конвейер в лаве; 2 – перегружатель ПТК3 конвейера 2ЛТ100; 3 – конвейер 2ЛТ100; 4 – проходческий ленточный конвейер; 5 – конвейер 2ЛУ120В; 6 – бункер-конвейер БМ200 емкостью 200 м3; 7 – конвейер 2ЛУ160

На выбор схемы транспорта конвейеризированного участка существенное влияние оказывает также доставка материалов и людей. В настоящее время наибольшее распространение для перевозки породы, вспомогательных грузов и людей в пределах участка получил рельсовый транспорт по горизонтальным (обычно вентиляционным) выработкам – локомотивами (взрывобезопасными аккумуляторными электровозами, гировозами), а по наклонным выработкам – лебедками с концевой откаткой. Присущие этим способам транспортирования недостатки – высокая трудоемкость и необходимость иметь в панели три наклонные выработки (одна конвейерная и две для грузовой и людской канатной откатки) отсутствуют в схеме с использованием монорельсовых дорог с канатной тягой, а в перспективе с дизельными локомотивами. Примеры использования монорельсовых дорог с канатной тягой показаны выше (см. рис.19.2 и 19.3).

Для перевозки людей по участковым выработкам применяются также моноканатные кресельные дороги. В ряде случаев разрешается перевозка людей на специально переоборудованных ленточных конвейерах.

Примером прогрессивного построения транспортной линии является шахта «Должанская-Капитальная» (суточная производственная мощность 14400 т по углю и 16700 т по горной массе). На ней процесс доставки угля полностью конвейеризирован по бортовым выработкам с помощью мощных телескопических ленточных конвейеров 2ЛТ100, по магистральным выработкам – с помощью ленточных конвейеров 2ЛУ120В и 2ЛУ160 (рис.19.5). Магистральный штрек способен при этом пропускать до 3000 т/ч угля. Горная масса из подготовительных забоев транспортируется с помощью специальных ленточных конвейеров производительностью 150 т/ч.

Для увеличения надежности транспортной системы в местах сопряжения бортовых телескопических конвейеров с магистральными установлены механизированные бункера.

Вспомогательный транспорт по отдельной магистральной полевой выработке осуществляется самоходными грузолюдскими вагонетками на пневмоходу ВГЛЗ грузоподъемностью 3 т (возможно использование прицепных платформ грузоподъемностью 8 т), а по конвейеризированным выработкам – дизельными монорельсовыми дорогами.

 

Контрольные вопросы

1. Прочтите каждую схему транспорта, представленную по данной теме.

2. Какие две группы схем подземного транспорта существуют?

 

Тема 20

Генеральный план угольной шахты

 

План размещения на поверхности строений, сооружений, складов, железнодорожных дорог, автодорог называется генеральным планом шахты.

Рис. 20.1Генеральный план угольной шахты: 1 – скиповой подъем; 2 – нагружаемые бункеры; 3 – угольный склад; 4 – скреперная лебедка; 5 – помещение для подъемных машин скипового подъема; 6 – канатная дорога; 7 – котельная; 8 – железнодорожный путь; 9 – помещение главного вентилятора; 10 – слетевой ствол; 11 – помещение для подъемных машин клетевого подъема; 12 – калориферная установка; 13 – надшахтное строение; 14 – подстанция; 15 – подземный переход; 16 – административный комбинат; 17 – железнодорожный путь; 18 – склад лесных материалов; 19 – материальный склад; 20 – склад материалов; 21 – башенный кран; 22 – механическая мастерская; 23 – склад запчастей

Тема 21

Технико-экономическая оценка работы транспортных машин и комплексов

 

Экономические показатели работы транспортных машин и комплексов зависят от величины грузопотока, длины транспортирования, уровня организации работ на транспорте, производительности машин и установок, стоимости и трудоемкости транспортных и вспомогательных процессов. Основным экономическим показателем, оценивающим целесообразность применения новой техники, является экономический эффект, определяемый на годовой объем производства исходя из результатов сопоставления приведенных затрат по базовой и новой технике.

Приведенные затраты представляют собой сумму себестоимости и нормативной прибыли:

,

где С_П – приведенные затраты на единицу продукции, грн/т (м³); С – себестоимость единицы продукции, грн/т (м³); Е_Н = 0,15 – нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений; К – удельные капитальные вложения в промышленные фонды, грн/т (м³).

Себестоимость транспортирования единицы груза, грн/т (м³)

,

где С_ТР – затраты на текущий ремонт.

Заработная плата включает прямую зарплату, которая зависит от численности обслуживающего персонала, соответствующих тарифных ставок и может быть определена по формуле

,

где х – число рабочих данной квалификации, чел; r – тарифная ставка рабочих, грн; z = 1200 – число рабочих смен в год.

Начисление на зарплату из расчета 9% для угольной промышленности (на социальное страхование)

.

Дополнительная заработная плата: за проход к рабочим местам и с работы, работа в ночное время, сверхурочные, премия, начисления на социальное страхование.

Стоимость транспортирования 1 т груза по элементу заработная плата при Q_Г – годовом объеме транспортирования определяется, грн/т:

.

Для определения затрат по амортизационным отчислениям необходимо знать полную стоимость каждой группы оборудования, годовой процент начисления амортизации К_А и для оборудования, его К_Н (наличие):

.

В полную стоимость группы оборудования включается 5% от балансовой стоимости на запасные части и 6% на транспортные расходы.

Расчет затрат по электроэнергии С_Э для предприятий с присоединенной мощностью свыше 750 кВт производится по двухставочному тарифу, состоящему из годовой платы за 1 кВт заявленной (абонированной) потребителем максимальной мощности, участвующей в максимуме нагрузки энергосистемы с годовой оплатой за 1 кВт, и платы за 1 кВт · ч отпущенной потребителю активной электрической энергии с оплатой за 1 кВт · ч.

Под заявленной мощностью понимают абонированную потребителем наибольшую получасовую электрическую мощность, совпадающую с периодом максимальной нагрузки энергосистемы.

При мощности до 750 кВт оплата за отпущенную электроэнергию осуществляется по одноставочному тарифу, который состоит из платы за 1 кВт · ч отпущенной потребителю активной электроэнергии, учтенной расчетным счетчиком.

Расход электроэнергии в год, кВт · ч

,

где N_Н – номинальная мощность двигателей, кВт; К_П – коэффициент потерь электроэнергии в сети; К_Н = 0,8 – коэффициент использования двигателя по мощности при автоматизации; z = 1200 – число смен работы транспортного оборудования в течение года; К_ВР = 0,7 ÷ 0,8 – коэффициент, учитывающий отношение чистого времени работы транспортной установки в течение смены к общей длительности смены; η_ДВ – номинальный к.п.д. двигателя, равный 0,9.

Затраты электроэнергии на транспортирование единицы груза грн/т (м³) при двухставочном тарифе:

;

одноставочном тарифе

,

где Σ N_Н – номинальная присоединенная мощность трансформатора (кВ · А), обеспечивающая работу двигателей:

,

где N_Н – номинальная мощность двигателей, кВт; К_У = 0,8 ÷ 0,9 – коэффициент, учитывающий отношение мощности трансформатора к общей мощности присоединенных к нему двигателей; соsφ_Н = 0,9 – номинальный коэффициент мощности двигателей; η_ДВ = 0,85 – номинальный к.п.д. двигателя.

Стоимость расходуемых материалов включает расходы на материалы, отнесенные только к первой группе (материалы, относимые к месячной себестоимости – сразу списываемые на стоимость транспортирования). В эту группу включаются: стоимость спецодежды и инструмента; стоимость запасных частей, принимаемая 5% от первоначальной стоимости работающего оборудования; стоимость смазочных материалов - от 5 до 7% от стоимости запасных частей; прочие материалы – 15% от стоимости рассчитанных материалов. Таким образом

.

Затраты на текущий ремонт С_ТР включают расходы: на оплату труда электрослесарей, занятых ремонтом; материалы и запасные части, расходуемые при ремонте; амортизационные отчисления на оборудование и прочие основные фонды ремонтной службы. Затраты можно принимать укрупненно – 20% стоимости расходов на транспортирование груза в год. В себестоимость перевозки грузов необходимо включать расходы на операции по перегрузке, нагрузке, выгрузке и размещению полезного ископаемого на складах, а также потери, связанные с транспортировкой.

 

Тема 22

Пути совершенствования работы транспорта

 

Основными путями совершенствования работы подземного транспорта являются: увеличение пропускной способности и надежности всех транспортных систем; снижение трудоемкости работ на транспорте; внедрение поточной технологии локомотивной откатки с применением электровозов нового параметрического ряда сцепным весом от 70 до 280 кН; широкое внедрение конвейеризации с применением конвейеров нового параметрического ряда; внедрение большегрузных вагонеток типов ПС и ВДК, обеспечивающих непрерывность разгрузки; настилка рельсовых путей в главных магистральных выработках из рельсов повышенной прочности типов Р33 и Р38; внедрение механизации погрузки, разгрузки и доставки материалов и оборудования к рабочим местам в шахте, пакетно-контейнерной доставки, моноканатных, монорельсовых и напочвенных дорог.

Эксплуатация средств транспортирования на угольных шахтах проходит в тяжелых горно-геологических и горно-технических условиях, зависящих от залегания горных пород и схемы вскрытия месторождения; системы разработки и средств механизации; размеров шахтного поля; паспорта крепления и др.

К особенностям работы транспорта в подземных выработках относятся: стесненность рабочего пространства, ограниченного размерами горных выработок в высоту и ширину; периодическое перемещение установки по мере подвигания горных работ, требующее передвижки, перемонтажа, укорачивания или удлинения транспортных установок; большая разветвленность и сложность профиля выработок; криволинейность трассы транспортных путей и наличие на них чередующихся горизонтальных, наклонных, вертикальных участков и промежуточных перегрузочных пунктов; возможность внезапных перегрузок и механических повреждений при загрузке; повышенные запыленность, влажность и температура воздуха; химическая активность шахтных вод; взрывоопасность рудничной атмосферы; неравномерность поступления грузов и др.

Эти особенности обусловливают применение на шахтах транспортных машин и оборудования: с малыми по ширине и высоте размерами, повышенных прочности и износоустойчивости; приспособленных к быстрому перемонтажу, изменению длины и других параметров. Средства транспорта, кроме того, должны быть надежными и безопасными в работе, высокопроизводительными и экономичными, способными работать в автоматизированном режиме.

 

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Братченко Б.Ф. «Рудничный транспорт и механизация подземных работ». – М.: Недра, 1978.

2. Краткий справочник горного инженера угольной шахты. – М.: Недра, 1982.

3. Белозеров А.В., Парфененко Л.С. Рудничный транспорт. – М.: Недра, 1985.

4. Вирабов А.А. Шахтные электровозы и гировозы. – М.: Недра, 1972.

5. Подземный транспорт шахт и рудников. / Под ред. Г.Я. Пейсаховича и И.П. Ремизова. – М.: Недра, 1985.

6. Пухов Ю.С. Рудничный транспорт. – М.: Недра, 1983.

7. Справочник механика рудной шахты. / Под ред. А.С. Донченко. – М.: Недра, 1978.

8. Татаренко А.М., Максецкий И.П. Рудничный транспорт. - М.: Недра, 1984.

9. Коломийцев А.Д., Шорин В.Г., Голутвин В.А. Рудничный транспорт. – М.: Недра, 1966.

10. Титиевский Е.М., Русихин В.И. Машины и механизмы горных предприятий. – М.: Недра, 1986.