Технология подземных горных работ на шахте

        i - расчетное число прокладок в ленте конвейера.

      

        i_р = (9*40338)/(800*150) = 302535

   

 

3.3.10. Определение расчетной мощности двигателей приводной станции.

Cуммарная расчетная  мощность двигателей приводной  станции :

Np = kp (F*Vn) / (1000* η)

Kp = 1.2 - коэф. Резерва мощности

F - тяговое усилие на валу двигателя

Vn - скорость ленты

            η- к.п.д механической передачи

F = Sнб - Sсб + fn(Sнб + Sсб) , где

Sнб - натяжение в точке набегания ленты на первый приводной барабан

Sсб - натяжение в точке сбегания с приводных барабанов

fn = 0.03 - коэф. трения  в подшипниках

F = Sнб - Sсб + f(Sнб + Sсб) = 40338-8359+0.03(40338+8359) = 33440, м

Np = kp(33440*2) / (1000*0.9) = 89, кВт

         Для нашего случая число приводных  барабанов и мощность их двигателей  устанавливают с учетом того , что тяговая способность приводных  барабанов конвейера будет не  одинакова, вследствие разных  значений натяжения Sнб и Sсб для каждого из этих барабанов.

Nср₁ = (kpNp) / (kp +1);   Np₂ = N / (kp +1)

kp = (e  (e  –  1))/(e  -1) = (2.31(2.31 – 1)/(2.31 –1) = 2.31

N₁ = (2.31*89) / 3.31 = 62, кВт

N₂ = 89/ (2.31+1) = 28, кВт

        Однако с практической точки зрения удобнее поставить два двигателя ЭДКОФ –43-4 мощностью по 45 кВт. Вследствие того , что трудно подобрать разнотипные двигатели с одинаковым коэффициентом скольжения .

 

Типовой ленточный  конвейер выбирают в соответствии с  исходными данными с учетом его приемной способности и характеристики поступающего на конвейер грузопотока. Приемная способность конвейера является одним из важнейших параметров, характеризующих его эксплуатационные cвойства. Она определяется максимальным минутным грузопотоком, который способен принять конвейер.

Максимальный  минутный грузопоток поступающий из очистного забоя определяется по формуле:

 

4.  СТАЦИОНАРНЫЕ УСТАНОВКИ.

1.  Вентиляторные установки.

Схема проветривания  шахты комбинированная. Свежий воздух подается в шахту по главному стволу 1. Отработанный воздух выдается по вентиляционным стволам 2 и 3 вентиляторами главного проветривания ВЦД-32М. (Техническая характеристика вентилятора ВЦД-32М приведена в таблице 1.)

Установка состоит  из резервного вентиляторов с аппаратурой управления, автоматизации и контроля. Так же в состав установки входит вспомогательное оборудование для переключения и реверсирования воздушной струи, главного подводящего и других вентиляционных каналов.

Установка состоит  из рабочего и резервного вентиляторов с аппаратурой управления автоматизации и контроля. Также в состав установки входит вспомогательное оборудование для переключения и реверсирования воздушной струи, главного подводящего и других вентиляционных каналов.

Наличие резервного вентилятора обеспечивает максимальную безопасность находящихся в шахте рабочих путем включения его в работу по истечении не более 10 минут после аварийного отключения или остановки для профилактических работ основного вентилятора.

Вспомогательное оборудование установки включает в себя: ляды, с помощью которых открываются или перекрываются вентиляторные каналы; механизмы для открывания и закрывания ляд.

2.  Режим работы вентиляторной установки.

Режим работы вентиляторной  установки на сеть определяется положением характеристики сети на характеристику вентиляторной установки. Обе характеристики вычерчиваются на диаграмме в одинаковом масштабе. Точка пересечения характеристики сети с характеристикой статического давления вентиляторной установки определяет режим ее работы. Одна и та же вентиляторная установка может иметь различную подачу в зависимости от сопротивления сети.

(смотри рисунок  1).

С увеличением  сопротивления сети подача вентиляторной  установки уменьшается, а при  уменьшении сопротивления сети увеличивается. Любое изменение сопротивления шахтной сети, вызванное изменением схемы вентиляции, сечения и длины выработок, установка перемычек, закорачивание струй и т.д. приводит к изменению режима работы вентиляторной установки и, следовательно, к изменению подачи воздуха в шахту.

3.  Электропривод вентиляторных установок.

В качестве привода  вентилятора используется синхронный двигатель. Несмотря на высокие электротехнические параметры , синхронные электродвигатели , применительно к шахтным вентиляторным  установкам имеют ряд недостатков:

- большие пусковые  токи равные 6-7 Iн.

- длительность  пуска.

- более мощная  система пускорегулирующей аппаратуры  и электроснабжения.

Совершенствование нерегулируемого электропривода вентиляторов главного проветривания идет по пути более широкого применения высоковольтных асинхронных электродвигателей с фазным ротором, что дает следующие преимущества:

- уменьшение  пускового тока до 1.8 Iн., что снижает  стоимость линии электропередач  и потери напряжения;

- исключает  влияние на работу других электроприемников;

- плавный разгон  вентилятора с любыми динамическими  моментами инерции

вентилятора;

- уменьшение  массы как двигателя так и  его комплекта, например СДВ  15- 64-10;

Р=1250, m=11,т ; АКН 2-16-69-10; m=8.75, т

- перевод из  нерегулируемого режима в регулируемый.

К недостаткам  относится малый cos , который устраняется  применением

конденсаторных  батарей для компенсации реактивной мощности.

 

Параметры	Единица измерения	Численное выражение
1	2	3
Диаметр рабочего колеса	мм	3200
Макс. допустимая  скорость	мм	600
Макс. потребляемая  мощность (на валу вентилятора)	кВт	1185
Окружная  скорость по концам лопаток	м/сек	100.5
Производительность	м3/с	35-305
Статическое  давление	Па	500-5100
Параметры оптимального режима
Производительность	м3/с	200
статическое давление	Па	4780
статический  к.п.д.	-	0.84

 

4.  Подъемные установки.

В настоящий  момент поле шахты "Заполярная" вскрыто  шестью вертикальными стволами, пять из которых оборудовано подъемными установками.

Главный скиповой ствол оборудован двумя подъемными установками - двухскиповой угольной машиной и односкиповой породной машиной.

Угольная установка  типа 2Ц-6*2.8:

- кол-во барабанов      - 2

- диаметр барабана     -6 м

- ширина барабана     - 2800 мм

- максимальное  статическое натяжение каната - 5600 кг*с

- скорость подъема     - 10 м/с

- кол-во скипов     - 2

- грузоподъемность  скипа  -   14 т

- мощность эл. Двигателя    280

Породная установка оснащена машиной типа 2Ц-3.5*1.7-8 и одним скипом грузоподъемностью 5 тонн.

Обе подъемные  установки работают с третьего горизонта. Производительность угольной подъемной установки 1880 тысяч тонн в год, горной массы.

Клетевой ствол  оборудован двухклетевой подъемной  установкой с клетями для подъема  трехтонных вагонеток. Установка оборудована  подъемной машиной 2Ц-5*2.4 В связи с тем, что расстояние между нулевой площадкой и вторым горизонтом одинаково с расстоянием между вторым и третьим горизонтами, обслуживание второго горизонта возможно любой клетью.

Вентиляционные  стволы 1,2,3 оборудованы двухклетевыми  подъемными установками служащими для аварийной выдачи людей из шахты.

 

 

 

 

Таблица 4.3

Стволы.

Параметры	1	2	3	вспом. клетевой
Тип ПМ	2Ц-	2БМ	БМ	2Ц-5*2.4
	3.5*1.8	2500	2000
		1230-4А	1530-3А
Вес клети, кг	2600	2600	2420	4660
Кол-во людей  в клети	15	15	15	28

 

5.  Проверочный расчет режима работы водоотливной установки шахты "Заполярная".

На шахте "Заполярная" главная водоотливная установка  оборудована в околоствольном дворе  горизонта "- 535 м" с одноступенчатой  схемой откачки. На этом горизонте в  насосной камере смонтировано три насоса ЦНС-300-600. Два в работе, один в ремонте. В настоящее время нормальный водоприток горизонта составляет 125 м3/час.

Исходя из этой величины производится проверочный  расчет водоотливной установки горизонта "-535 м".

Исходные данные

- производительность шахты  - 1350 тыс. т/год

- глубина шахты     - 500 , м

- приток воды  в шахте

нормальный   - 125, м3/ час

максимальный  - 170, м3/час

- количество  дней в году

с нормальным притоком   330 дней

с максимальным притоком  - 350дней

- характеристика подземных вод  - рН=8

1.  Выбор насоса

а) Требуемая  расчетная подача насоса.

Qр = Тс* Qн/Тр = 24*125/20 = 150, м3/ч

Тс - 24 часа в  сутки

 Тр - 20 - время  необходимое на откачку суточного  притока.

б) Ориентировочный  напор насоса.

h вс ор = 4, м  - высота всасывания

 Нс = 535, м  - геометрическая высота ствола

h пр = 1,м

Н ор = 1.1 Нг - ориентировочная  высота

 Нг = Нс + h вс  ор + h пр = 535+4+1 = 540, м

 Н ор = 1.1*540 = 594, м

Выбираем насос  ЦНС 300-120-600

Q опт = 300, м3/ч;  Нк = 60, м; Нк = 66.9, м; n = 1500, 1/мин

в) Необходимое  число рабочих колес насоса

Zк = Н ор/ Нк = 594/60 = 9.9

 принимаем  Zк = 10

г) Оптимальный  напор насоса

Н опт = Zк*Н ко = 10*66.9 = 669, м.

д) По условию  устойчивой работы

Нг 0.95 Нопт

 Н0.95*669 540 м  635 м

 Следовательно  насос будет работать устойчиво.

2.  Расчет трубопровода.

а) Длина напорного  трубопровода

lн = l кам + l ход + lг + Нс = 25+20+1+535 = 586, м

б) Оптимальный  диаметр трубопровода

D опт = к*0.0131* Qр, где

 к =0.7 - для  одного трубопровода

D опт = 0.7*0.131*Q = 0.7*0.131*300 = 0.142, м.

в) Требуемая  толщина стенки трубы

б = 100(к1* d опт +(а1+а2) Т )/ 100 - Кс, где

 к1 - коэф. учитывающий  прочностные свойства материала  труб к1 = 2.21

 а1 = 0.15 - скорость  корозионного износа с внешней  стороны

 а2 = 0.4, при  рН = 8

 Т - срок службы трубы

 Кс = 10 % - минусовой  допуск при изготовлении с  толщиной до 15 мм

б = 100(2.21*0.142+(0.15+0.4)*10)/100 - 10 = 9.6, мм

принимаем б = 10, мм

г) Диаметр трубопроводов  для откачки загрязненных вод  увеличивают по сравнению с расчетным  на 10 - 15 % . Выбор экономически выгодного диаметра става - сложная задача, решаемая рядом уравнений и экспериментальных исследований.

Выбираем трубопроводы из стандартного ряда с толщиной стенки 10 мм.

Для нагнетательного  трубопровода:

dн2 = 273, мм; dвн2 = dн2 - 2б = 273 - 2*10 = 253, мм

Для всасывающего трубопровода, для обеспечения большей  надежности всасывания:

dн1 = 351; dвн1 = 331, мм.

д) Скорость воды в подводящем трубопроводе:

V вс = 4Q / 3600 П  d вн1 = 4*300 / 3600*3.14*0.25 = 1.7, м/с

е) Суммарные  коэффициенты местных сопротивлений в подводящем трубопроводе: приемный клапан с сеткой   - 3.7

 закругленное  колено   - 0.6

 конфузор     - 0.1

            åx = 4.4

Нагнетательный  труборовод :

Две задвижки – 0.25*2 = 0.5

Клапан обратный поворотный – 10.8

Тройник на проход – 0.5

Четыре колена с закруглением 0.4*4 = 1.6

åx =13.4

ж )  Гидравлическое сопротивление всасывающего трубопровода при длине трубопровода l₁ = 6, м

а _вс = А_дл l₁ + А_м * åx = (0.0517*6+0.5714*4.4)*10 ^–6 = 2.8*10 ^-6

       Гидравлическое сопротивление нагнетательного трубопровода при длине трубопровода

L₂ = 570, м

а_н = 1.1А_дл l₂ + А_м * åx = (1.1*0.207*570+1.63*13.4)*10^-6 = 151*10^-6

       Cуммарное сопротивление трубопровода :

а = (2.8 +151.63)*10^-6 = 154.4*10^-6

з) Характеристика трубопровода  (см. схему)

    Нт = Нг + аQ

 

    Q   50        100      150      200      250       300      350    400       500

    H   540.4    541.5   543.5  546.2    549.7 553.9   559    564.7    578.6

 

д) Характеристика насоса:

     Нн = 66.9 + 0.040 Q – 0.00022Q²