Стационарные машины. Транспортные машины

Выбор вентилятора главного проветривания производится по графику промышленного использования центробежных вентиляторов. Выбор центробежных вентиляторов обоснован тем, что они являются более производительными по сравнению с осевыми.

По расходу воздуха Q_возд=500 м³/с, максимальным и минимальным депрессиям,

h_min = 225 мм.вод.ст.=225/0,102=2205 Па;

h_max=475 мм.вод.ст.=475/0,102=4657 Па.

По рис. 4.1., т.к. одна точка (Q_возд;h_min) не попадает ни в одну зону вентилятора примем вентилятор по максимальной депрессии, (Q_возд; h_max), ВЦД-47,5/490-250.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.4.1.График промышленного использования  центробежных вентиляторов 
 4.2. Определение действительного режима работы вентилятора главного проветривания

Характеристика внешней сети для  минимальной и максимальной депрессии  определяются по общему уравнению

                                                                             (4.1)

где Н_с - сопротивление внешней сети вентиляторной установки, Па; Q - расход воздуха, м³/с; R_c - коэффициент сопротивления внешней сети.

Коэффициент сопротивления  сети при минимальной депрессии

Коэффициент сопротивления сети при  максимальной депрессии

Расчеты характеристики внешней  сети в начале и конце эксплуатации ведем в табличной форме

Q,м3/с	0	100	200	300	400	500	600
	0	88	352	792	1408	2200	3168
	0	180	720	1620	2880	4500	6480

 

По полученным табличным значениям  на индивидуальной характеристике вентилятора строим кривые Н_с.min, H_c.max (Рис.4.2).

Регулирование режимов работы вентилятора  производится изменением угла установки  лопастей направляющих аппаратов.

Угол установки лопастей направляющих аппаратов определяется по пересечению перпендикуляра, исходящий из расхода воздуха необходимый для проветривания шахты, и кривых характеристик углов установки лопаток направляющего аппарата на вентиляторе. Определяются статические давления при соответствующих углов.

1: θ₁ = 30⁰; h₁ = 2600 Па.

2: θ₂ = 20⁰; h₂ = 3250 Па.

3: θ₃ = 10⁰; h₃ = 4000 Па.

4: θ₄ = 0⁰; h₄ = 4557 Па.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.4.2.Характеристика вентилятора  ВЦД-47,5 и характеристика сети

 Время, через которое  необходимо заменить установку  угла лопаток

лет

лет

лет

лет

Резерв производительности вентилятора

- в начале эксплуатации

- в конце эксплуатации

4.3. Расчет электропривода вентилятора главного проветривания

Мощность электропривода

- в начале эксплуатации

- в конце эксплуатации

Необходимую мощность привода определяем по большей из полученных расчетов.

Принимаем электропривод СДСЗ-2-17-76-12. N=4000кВт, частота вращения. 500 мин^-1, КПД 95,5%, cos φ=0,9.

 

 5. Эксплуатационный расчет  пневмоснабжения рудника

5.1. Схема пневмосети и потребителей сжатого воздуха

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.5.1. Расчетная схема централизованного  снабжения подземных горных работ сжатым воздухом

 

Таблица 5.1. Технические характеристики потребителей сжатого воздуха на каждой стрелке (см. схему), кроме углубочных комплексов

Потребители сжатого воздуха	Обоз-наче-ние	Коли-чество	qi, м3/мин	pi, бар	Ψкi	kзi	kвi
Бурильные перфораторы Вентиляторы ВМП Погрузочные машины	БП ВМ ПМ	4 5 3	3,5 5,0 22	5,0 4,0 5,0	1,15 1,0 1,1	1,0 0,7 0,25	0,65 1,0 0,4
Углубочный комплекс - бурильные перфораторы - вентиляторы ВМП - грейферный погрузчик	УК БП ВМ ГП	1 4 1 1	- 3,5 5,0 20	- 5,0 4,0 5,6	- 1,15 1,0 1,15	- 1,0 0,7 0,38	- 0,65 1,0 0,45

5.2. Расчет производительности и  выбор типа компрессора

Общее количество потребителей сжатого  воздуха

         (5.1)

где n_БП, n_ВМ, n_ПМ, n_ГП - количество соответственно бурильных перфораторов, вентиляторов ВМП, погрузочных машин, грейферных погрузчиков.

Средневзвешенный коэффициент  включения потребителей сжатого  воздуха

                                                                                      (5.2)

где q_i - номинальный расход сжатого воздуха одним потребителем i - того типа, м³/мин; n_i - количество одноименных потребителей указанного типа; ψ_i - коэффициент, учитывающий увеличение расхода воздуха в процессе эксплуатации машин и механизмов вследствие их износов; k_зi - коэффициент загрузки, учитывающий изменение среднего расхода воздуха по сравнению с номинальным из-за отличия действительной нагрузки от номинальной, а также в результате регулирования рабочего режима машин и механизмов; k_вi - коэффициенты включения машины и механизмов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.5.2. График для определения средневзвешенного  коэффициента одновременности работы потребителей

Средневзвешенный коэффициент  одновременности работы потребителей, К_О=0,8 определенный по рис.5.2.

Расчетный суммарный расход воздуха  потребителями 

                                                                             (5.3)

где μ - коэффициент запаса на неучтенные потребители сжатого воздуха, (μ=1,3).

Расчетная производительность компрессорной  станции должна учитывать возможные  утечки сжатого воздуха в пневматической сети и в пунктах потребления  воздуха

Q_кс = Q_п + Q_ус + Q_уп, м³/мин.                                                                             (5.4)

где Q_ус, Q_уп - расчетные расходы сжатого воздуха в пневматической сети и в пунктах потребления.

Величина утечек из-за не герметичности  системы трубопроводов в пневматической сети

                                                                                            (5.5)

где а - допустимая величина удельных потерь сжатого воздуха, отнесенная к единицы длины трубопровода, (а = 0,003 м³/(мин·м)); ∑l_i-j - суммарная протяженность трубопроводов пневматической сети, м.

Величина утечек в пунктах воздухопотребления из-за не герметичности присоединительных  стыков и шлангов

                                                                                            (5.6)

где b - нормативная величина утечек в присоединительных элементах пунктов потребления сжатого воздуха на одного потребителя, м³/мин (b=0,04 м³/мин).

Путевые расходы сжатого воздуха  рассчитывают, начиная с периферийных участков пневматической сети, примыкающих  непосредственно к пунктам воздухопотребления.

Расход сжатого воздуха на углубочном участке (4-5)

                       (5.7)

Расход воздуха на периферийном участке (10-11)

Расход сжатого воздуха на аналогичных  периферийных участках тот же.

Расход воздуха на магистральных  участках:

(9-10):

(8-9):

(4-8):

(6-7):

(4-6):

 (2-4):

(2-3):

(1-2):

Для выбора компрессора принимают расчетную производительность компрессора, причем суммарная производительность должна быть равна или выше расчетной производительности компрессорной станции.

Q_п > Q_кс; 675м³/мин > 498,55м³/мин.

Выбор типа компрессора для стационарных компрессорных станций обычно производится на основе технико-экономического сравнения вариантов. Специальными исследованиями установлено, что при производительности станции 500-1000 м³/мин целесообразны центробежные компрессоры К-250-61-2.

Принимаем 3 компрессора К-250-61-2.

Таблица 5.2. Техническая характеристика К-250-61-2

Параметры	Значение
Производительность, м3/мин Абсолютное давление, бар: - на всасывание - на нагнетание Частота вращения вала, мин-1 Мощность компрессора, кВт Электродвигатель - марка - мощность, кВт - напряжение, В	250   1 9 10923 1500 - СТМ-1500-2 1750 6000

 

Диаметры трубопроводов сжатого  воздуха на участках:

(1-2): =500 мм

(2-4): =500 мм

(4-5): = 150 мм

(4-6): = 300 мм

(6-7): = 250 мм

(4-8): = 350 мм

(8-9): = 300 мм

(9-10): = 250 мм

(10-11): = 150 мм

Принимаются ближайшие стандартные  значения диаметров трубопровода сжатого воздуха 
 6. Эксплуатационный расчет подъемной установки

6.1. Обоснование и выбор схемы  подъема полезного ископаемого

Для подъема полезного ископаемого  по главному стволу наиболее эффективным  является двухсосудный подъем, т.к. цикл подъема полезного ископаемого в 2 раза короче, чем при однососудном подъеме, т.е. увеличивается производительность подъема.

Подъем полезного ископаемого  отдают предпочтение в скипах, т.к. они является более производительным, чем подъем в клетях. Подъем полезного ископаемого в клетях подразумевает выдачу руды в вагонетках, т.к. максимальный объем вагонетки, который помещается в клетях, для подъема равен 3 м³. Следовательно, такой подъем не может обеспечить необходимую производительность. Бадьевой подъем не применяется, т.к. он является проходческим оборудованием, а не эксплуатационным.

Принимаем по области эффективного применения рудоподъемных стволов для одноступенчатого вскрытия (Рис.6.1) скиповой подъем и многоканатную подъемную установку, т.к. он применяются на рудниках большой производительности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                         1 - шкив трения; 2 - огибающий                                   Рис.6.1 Область применения                                                  канат; 3 - головной канат;

рудоподъемных стволов                                                         4 – скип; 5 - хвостовой канат        

                                                                            Рис.6.2 Схема многоканатной подъемной установки

 

 6.2. Производительность и грузоподъемность  подъемной установки

Полная высота подъема грузов для  скиповых установок

Н = Н_ш + h_о + h_п, м,

где h_о - глубина опускания подъемного сосуда ниже основного откаточного горизонта шахты для его погрузки, м (h_о=30 м); h_п - высота переподъема сосуда над поверхностью шахты для его разгрузки, м (h_п=40 м).

Н = 980 + 30 + 40 = 1050 м

Расчетная часовая производительность скиповой подъемной установки

                                                                                                             (6.1)

где k_р - коэффициент резерва, учитывающий неравномерность поступления грузов к канатному подъемнику, (k_р=1,15); z_г - число рабочих дней в году, (z_г=305 - режим работы рудника ); t_ч - нормативное число часов работы подъемной установки, ч (при трёх рабочих сменах по 6 ч, t_ч=18ч).

Наивыгоднейшая грузоподъемность грузовой подъемной установки

                                                                                         (6.2)

где а_с - коэффициент, учитывающий тип подъемной установки в отношении количества подъемных сосудов. (а_с=1 - при двухсосудном подъеме); b_т - коэффициент оптимальной продолжительности подъема (b_т=4,5 - для многоканатного подъема); θ - длительность пауз между очередными подъемами, с (θ=25 с).

6.3. Выбор подъемных сосудов

По наивыгоднейшей грузоподъемности установки, принимаем скип по технической грузоподъемности [2, табл.1.2.]. Ближайшее значение грузоподъемности скипа только 50 т, выбираем скип Q_с = 50 т, масса скипа Q_с = 25 т.

 

6.4. Расчет  и выбор подъемных канатов

Масса концевого груза скиповой подъемной установки