Проект подземного транспорта

PAGE 20

Министерство образования и науки украины

Донбасский государственный технический университет

Кафедра разработки месторождений полезных ископаемых

Курсовая работа

по дисциплине: «Шахтный транспорт»

Выполнил ст. гр. ГИ-10-1

Войченко Г.О.

Проверил

Доброногова Е.Ю.

Алчевск 2013

содержание

введение

Огромные масштабы горного производства, его высокая трудоемкость и капиталоемкость, ухудшение условий разработки месторождений полезных ископаемых оказывают существенно возрастающее влияние на экономику народного хозяйства.

Улучшение технико-экономических показателей работы горной промышленности может быть достигнуто за счет применения прогрессивных способов добычи полезных ископаемых, ускорения темпов внедрения достижений научно-технического прогресса, повышения уровня организации производства, совершенствования системы управления технологическими процессами и отраслью в целом.

Прогрессивные технологии добычи полезных ископаемых предусматривают концентрацию горных работ, механизацию и автоматизацию всех производственных процессов.

Концентрация горных работ и широкое применение на угольных шахтах высокопроизводительных механизированных очистных и проходческих комплексов ведет к значительному повышению нагрузок на транспортные звенья.

Значительные грузопотоки, ухудшение условий разработки угольных месторождений и сложность развития отрасли приводят к непрерывному повышению трудоемкости горных работ, в том числе и на подземном транспорте. В среднем по Украине трудоемкость на подземном транспорте составляет 176 человек на 1000 т суточной добычи. В Донбассе на некоторых шахтах этот показатель достигает 450... 550 человек на 1000 т добытого полезного ископаемого 1.

Высокий уровень трудоемкости на подземном транспорте шахт Донбасса есть результат некомплексного подхода к решению механизации технологических процессов горного производства.

Опыт механизации шахтного транспорта последнего времени показывает, что совершенствование его осуществляется главным образом за счет лишь количественного роста числа используемых транспортных машин и механизмов.

Среди причин, препятствующих достижению высоких технико-экономических показателей, следует также указать: нерациональное использование имеющихся технических средств; приверженность технического персонала, осуществляющего руководство горными работами, к устоявшимся, устарелым, однако привычным решениям.

В связи с этим важным элементом в общей подготовке менеджеров и работников экономических служб угольных шахт является не только изучение современной технологии и техники шахтного транспорта, но и его организации и управления.

Эффективная, высокопроизводительная работа шахтного транспорта будет обеспечена, если для конкретных горно-геологических и производственных условий инженеры-менеджеры умело выберут оборудование и правильно определяют наиболее целесообразные технико-экономические его параметры, будут умело управлять сложным технологическим процессом перемещения всех грузов.

Необходимые навыки обоснования и выбора транспортных средств, а также управления производственным процессом призван дать курс "Шахтный транспорт". Он также позволит выработать твердые взгляды на необходимость дальнейшего технического и организационного совершенствования транспорта, повышения уровня механизации и автоматизации, производительности труда и безопасности его эксплуатации.

Цель выполнения курсовой работы научить студентов увязывать теорию с задачами прикладного характера, устанавливать влияние различных факторов на выбор транспортных средств, работать на вычислительной технике, использовать техническую литературу, таблицы, графики и номограммы. В отчете приводятся структурные схемы оборудования с указанием основных узлов, описывается обоснование выбора типа и числа машин, требующихся для осуществления технологического процесса по перемещению грузов.

реферат

Курсовая работа включает 35 страниц, 3 рисунка, 3 таблицы, список использованных источников из 5 наименований.

Проект подземного транспорта

Курсовая работа по дисциплине "Шахтный транспорт" представляет собой проектирование транспорта угольной шахты применительно к заданным горнотехническим условиям.

Содержание данной курсовой работы выбор и расчет отдельных транспортных звеньев общей технологической цепочки транспорта горной массы, материалов, людей и оборудования по подземным горным выработкам.

Расчетный грузопоток, Производительность транспорта, конвейерный траспорт, электровозная откатка, Поезд секционный, одноконцевая канатная откатка.

1 горно-технические условия

1.1 Исходные данные

Количество одновременно разрабатываемых шахтой пластов – 1. Мощность пласта м, угол залегания пласта 15. Пласт выдержаны по мощности и углу падения. Марка угля – К. Объемный вес угля – 1,4 т/м3. Шахта по газовому фактору II категории.

Способ подготовки шахтного поля – панельный. Система разработки – столбовая, обратный ход. Длина лавы – 200 м. Число циклов в сутки – 5.

Уклоны рельсового пути:

– средневзвешенный ;

– руководящий .

Длины транспортных путей:

– м;

– км.

Режим работы шахты и подземного транспорта:

– число рабочих дней в году – 300;

– число рабочих смен в сутки – 4, из них одна ремонтная;

– продолжительность рабочей смены – 6 часов.

1.2 Плановое количество грузов

Определим суточную производительность очистного забоя по формуле
1, с.6:

, т/сут,

где мощность пласта, м;

длина лавы, м;

ширина захвата исполнительного органа выемочной машины, м;

число циклов в сутки;

плотность угля в целике, т/м3;

коэффициент извлечения ().

т/сут

Определим сменную производительность лавы пласта :

, т/см,

т/см

Определим сменную производительность конвейерного бремсберга пласта :

, т/см,

где число лав, примыкающих к бремсбергу пласта .

т/см

Определим производительность грузового (вспомогательного) бремсберга пласта по породе:

, т/см

т/см

Определим число людей, спускающихся по людскому бремсбергу в смену по пласту :

, чел.,

где производительность на одного подземного рабочего на выход 810 т/см.

чел.

Определим суточную производительность шахты по углю:

, т/сут,

где суммарная производительность лав пласта , т/см

т/сут

Определим суточную производительность шахты по породе:

, т/сут

т/сут

Определим сменную производительность электровозной откатки шахты

, т/см,

где число лав пласта , транспортирующих уголь электровозной откаткой;

количество породы, транспортируемое электровозной откаткой в смену.

При транспортировке породы в смешанных составах

, т/см,

т/см

2 транспорт угля

2.1 Транспорт угля вдоль очистных забоев

Выбор скребкового конвейера производится из условия

где техническая производительность скребкового конвейера, т/ч;

расчетный грузопоток, т/ч.

Расчетный грузопоток определим по формуле

, т/ч,

где сменная производительность, т/см;

продолжительность смены, ч;

коэффициент неравномерности грузопотока, ;

коэффициент машинного времени, ( при т/см, при т/см)

т/ч

Техническая производительность скребкового конвейера СПЦ162, применяющегося в составе комплекса типа «Донбасс» составляет 432 т/ч 3.

выбранный конвейер подходит для данных условий.

Техническая характеристика скребкового конвейера СПЦ162 приведена в табл. 2.1.

Расчетная схема скребкового конвейера СПЦ162 для сосредоточенного привода показана на рис. 2.1.

Таблица 2.1 Техническая характеристика скребкового конвейера СПЦ162

Параметры

Характеристика

Скорость движения цепи, м/с

1,0

Тяговый орган:

тип

количество

калибр

цепь круглозвенная

2080С2

Электродвигатель:

тип

мощность, кВт

число

2ЭДКОФ250М4 или

2ЭДКОФВ250В4

90 или 110

Гидромуфта:

тип

коэффициент перегрузки

рабочая жидкость

ГПЭ400У

2,6

Водомасляная эмульсия

Рисунок 2.1 Расчетная схема скребкового конвейера СПЦ162 для сосредоточенного привода

Масса груза, приходящаяся на 1 м желоба (линейная плотность груза)

, кг/м,

где относительная скорость рабочего органа, м/с.

, м/с,

где скорость рабочего органа конвейера, м/с;

скорость добычной машины, м/с.

м/с

кг/м

Сила тяги на перемещение порожней и груженной ветвей скребкового конвейера

, Н,

где погонная масса рабочего органа, кг/м 2, табл. П.2.3;

длина конвейера, м;

угол наклона конвейера, град. (принимаются значения угла: положительное при транспортировании вверх, отрицательное при транспортировании вниз);

, коэффициенты сопротивления движению соответственно рабочего органа и груза по рештакам 2, табл. П.2.1.

Сила тяги на перемещение обоих ветвей конвейера

, Н

Мощность привода

, кВт,

где скорость движения рабочего органа конвейера, м/с;

коэффициент режима 2, табл. П.2.2;

полный к.п.д. приводной станции 2, табл. П.2.2.

кВт

Определим необходимое количество электродвигателей

где паспортная мощность одного двигателя, кВт.

К установке принимается один электродвигатель мощностью 110 кВт.

Проверку прочности цепей рабочего органа скребкового конвейера производят по предельным пиковым нагрузкам.

Запас прочности цепи для сосредоточенного привода

где коэффициент, учитывающий количество цепей и неравномерность распределения усилия между ними, для двухцепного рабочего органа ;

номинальная мощность привода, кВт;

кратность момента предохранительной муфты;

разрывное усилие цепи (прочность цепи), Н;

допустимый запас прочности, .

2.2 Транспорт по ярусному вентиляционному и конвейерному штрекам

Транспорт материалов и оборудования по ярусному вентиляционному штреку осуществляется при помощи одноконцевой откатки в вагонетках на или специальных платформах, имеющих ширину колеи 900 мм.

Транспорт угля, породы по ярусному конвейерному штреку производится по скребковым и ленточным конвейерам, выбор которых производится исходя из расчетного грузопотока и длины транспортирования горной массы по 2, табл. П.2.8, П.3.3 с учетом увеличения производительности конвейера на 20 %, по сравнению с производительностью конвейера скребкового лавы для исключения возможности заштыбовки нижней ветви конвейера.

Для транспортировки угля и породы принят скребковый конвейер 2СР70М и ленточный конвейер 2Л80У.

Для доставки материалов и оборудования по ярусному конвейерному штреку служит подвесная монорельсовая дорога 6ДМКУ 3.

2.3 Транспорт по панельному конвейерному уклону

Выбор ленточного конвейера при проектировании конвейерных комплексов производится по двум параметрам: максимальному грузопотоку и допустимой длине конвейера. Суммарный расчетный грузопоток должен быть не более максимальной производительности конвейера, которая указывается в его технической характеристике:

, кг/м,

где – расчетный грузопоток -го пункта загрузки, т/ч

– максимальная производительность конвейера, т/ч;

, т/ч,

где – сменная производительность -го пункта загрузки, т/см;

– коэффициент неравномерности -го грузопотока; ;

– сменное время работы, ч; часов;

– коэффициент машинного времени работы конвейера;

т/ч

Для транспортировки горной массы по конвейерному бремсбергу, исходя из расчетного грузопотока т/ч, длины транспортирования м и угла транспортирования , предварительно принимаем ленточный конвейер 2Л100У-01.

Далее производится расчет выбранного конвейера. Расчетная схема приведена на рис. 2.2.

Рисунок 2.2 – Расчетная схема ленточного конвейера

Рассчитаем погонную массу груза:

, кг/м,

где – скорость движения ленты конвейера, м/с.

кг/м

Линейная плотность ленты

, кг/м,

где – масса 1 м2 ленты для соответствующего числа прокладок 2, табл. П3.9, кг/м2.

– ширина ленты, м.

кг/м

Массу вращающихся частей роликоопор определим по эмпирическим формуле

, кг/м,

где – соответственно масса вращающихся частей верхних и нижних роликоопор, кг.

кг/м

Линейная плотность верхних и нижних роликоопор

, кг/м,

где – расстояние между верхними роликоопорами, м; , для стационарных ленточных конвейеров ( м) м;

– расстояние между нижними роликоопорами, м; , для стационарных ленточных конвейеров ( м) м.

кг/м

Определяем силу тяги для перемещения нижней и верхней (груженой) ветвей конвейера (рабочий ход):

, Н,

где – коэффициент сопротивления движению ленты (для угольных шахт ;

– коэффициент, учитывающий местные сопротивления (при м ; при м ; при м ).

Статическое тяговое усилие привода

, Н,

Расчетная мощность привода

, кВт,

где – коэффициент режима 2, табл. П2.2;

– полный к.п.д. приводной станции 2, табл. П2.2.

кВт

Расчетное количество двигателей

где – мощность двигателя привода конвейера, кВт.

Число приводных блоков по характеристике – 3 что соответствует расчетному значению.

Определим минимальное натяжение ленты по сцеплению для рабочего и холостого хода конвейера:

Минимальное натяжение ленты по сцеплению для двухбарабаного привода с независимым приводом каждого барабана:

, Н,

где – коэффициент запаса тяговой способности привода. При наличии устройств плавного запуска ; без таковых с использованием тканевых лент ;

– доля тягового усилия второго по ходу ленты приводного барабана;

– коэффициент сцепления ленты с барабаном (табл. П.3.1);

– угол обхвата лентой 2-го приводного барабана (принимается ).

Усилие повсеместного растяжения:

, кН,

где – ширина ленты, м.

кН

По полученным данным строим диаграмму натяжения ленты и определяем (рисунок 2.3).

Рисунок 2.3 – Диаграмма натяжения ленты

Запас прочности ленты

где – прочность 1 мм ширины прокладки ленты;

– число прокладок (для резинотросовых лент );

– ширина ленты, м.

Проверяем условие 4

где – нормативный запас прочности 2, табл. П.3.2.

, условие соблюдено.

Определим основные параметры для выбора редуктора:

– момент на выходном валу

, Нм,

– передаточное отношение редуктора

где – число оборотов двигателя, об/мин;

– радиус приводного барабана, м.

Нм

Ленточный конвейер 2Л100У может использоваться в заданных условиях для транспортировки горной массы и оборудоваться для транспорта людей.

3 откатка по горизонтальным горным выработкам

В соответствии с суточной производительностью шахты и протяженностью выработок принимается ширина колеи рельсового пути равной 600 мм. Для транспортировки горной массы по главным горизонтальным выработкам приняты секционные поезда типа ПС1,5, основные технические характеристики которых приводятся в табл. 3.1. Ориентировочно, исходя из неопасности шахты по газу и пыли и малой суточной производительности шахты (949 т), принят тип электровоза – К10, основные технические характеристики выписаны в табл. 3.2.

Таблица 3.1 – Техническая характеристика секционных поездов ПС1,5

Критерий	ПС1,5
Емкость кузова, м3	1,5
Грузоподъемность, т	1,8
Длина по буферам, м	2000
Ширина кузова, мм	950
Высота от головки рельса, мм	1450
Жесткая база, мм	1050
Диаметр колеса по кругу катания, мм	300
Высота сцепки от головки рельса, мм
Масса порожней вагонетки, кг

Таблица 3.2 – Техническая характеристика рудничного контактного электровоза К10

Критерий	Параметры
Сцепная масса, т	10
Часовой режим: сила тяги, кН мощность двигателей, кВт скорость, км/ч	18,0 231 12,2
Длительный режим: сила тяги, кН скорость, км/ч	4,8 18,0
Тяговые двигатели: тип ток, А при часовом/длительном режиме напряжение, В	ЭТ-31 142/62 250
Конструктивная скорость, км/ч	24,4
Минимальный радиус кривой вписывания, м	12,0

3.1 Транспорт по главным горизонтальным выработкам

3.1.1 Определение числа секций в составе по условию обеспечения сцепления колес электровоза с рельсами.

Масса порожнего состава по условию трогания с места на средневзвешенном подъеме без подсыпки песка определяется по формуле

, т

Масса груженого состава по условию трогания с места на средневзвешенном спуске без подсыпки песка определяется по формуле

, т

Масса груженого состава по условию трогания с места на средневзвешенном подъеме с подсыпкой песка определяется по формуле

, т

Масса порожнего состава по условию движения с постоянной скоростью на преобладающем подъеме без подсыпки песка определяется по формуле

, т,

где – сцепная масса электровоза, т;

, – коэффициент сцепления колес электровоза с рельсами соответственно без подсыпки песка и с подсыпкой 2, табл. П.4.8;

, – удельное сопротивление движению соответственно порожней и груженой вагонетки 2, табл. П.4.9;

– минимальное ускорение поезда при трогании с места, м/с2; м/с2;

– удельное сопротивление движению по кривой.

Масса груженого состава по условию движения с постоянной скоростью на преобладающем подъеме в направлении ОКД без подсыпки песка:

, т

где , – соответственно жесткая база вагонетки и ширина колеи рельсового пути;

– коэффициент, учитывающий влияние загрузки вагонеток; – для порожних вагонеток, – для груженых;

– коэффициент, учитывающий состояние рельсовых путей; – рельсы сухие, – рельсы мокрые;

– радиус кривой, м.

Допустимая масса груженого и порожнего составов принимается по их минимальным значениям т и т.

Число секций в составе:

порожнем

груженом

где – масса вагонетки, т;

– масса груза в вагонетке, т.

, т

где – емкость кузова вагонетки, м3;

– насыпная плотность груза, т/м3

, т/м3,

где , – соответственно насыпная плотность угля и породы м3т.

т/м3

Для дальнейших расчетов принимаем z = 17 секций.

Расчетная масса состав по принятому числу секций в составе:

, т

3.1.2 Определение допустимой скорости движения по условию обеспечения тормозного пути

а) груженого поезда на средневзвешенном спуске

, км/ч

б) порожнего поезда на средневзвешенном подъеме

, км/ч

в) груженого поезда на преобладающем спуске

, км/ч

где – длина тормозного пути, согласно ПБ; м для грузовых поездов, м для пассажирских поездов;

, – удельная тормозная сила соответственно груженого и порожнего поезда, Н/кН:

, Н/кН

Н/кН

км/ч

3.1.3 Проверка массы поезда по нагреву тяговых двигателей

Расчетное тяговое усилие на один двигатель электровоза при движении:

с груженым составом:

, Н;

с порожним составом:

, Н,

где – коэффициент, учитывающий количество двигателей на электровозе; одна секция – , две секции –

По эмпирическим формулам для электровоза К10 (электродвигатель ЭТ31) определяем

, км/ч,

, А,

А.

км/ч

Т.к. , принимаем км/ч

Определим время движения электровоза с грузом и порожним составом:

, мин,

, мин

мин

Вычислим время рейса:

, мин,

где – время маневров под погрузочным пунктом, в ОКД и местах пересечения транспортных магистралей, мин; мин – для ВДК и ПС, мин – для вагонеток с глухим кузовом.

мин

Значение эффективного тока:

, А,

где – коэффициент, учитывающий дополнительный нагрев двигателей при маневрах; – для аккумуляторных электровозов, – для контактных электровозов.

, причем разность между двумя значениями не превышает 10 %, количество секций в составе является оптимальным

3.1.4 Определение числа электровозов

Число электровозов

где – число рейсов по перевозке людей, учитывается в случае, если рейсовые электровозы осуществляют перевозку людей;

– коэффициент неравномерности работы откатки; ;

– коэффициент использования сменного времени работы электровоза; ;

– сменное время работы; часов.

Рабочее число электровозов

где – дополнительное число электровозов (маневровые работы в ОКД), электровоза.

Инвентарное число электровозов:

где – коэффициент инвентарности; .

****

Разработанный пласт угля имеет марку КР, который имеет цену по прейскуранту в долларах США 28 $ при золе 32,0 %, влаге 5,7 %, сере 2,2 %.

Цена определяется по формуле:

, грн./т,

5 ****

Экономическую оценку эффективности мероприятий по улучшению качества угля проводим с использованием интегрального показателя качества угля:

, грн./т,

где: – плановая добыча угля за месяц, т;

– расчетная оптовая цена 1 т угля, грн.;

– себестоимость 1 т угля на участке, грн.;

– частица общешахтной себестоимости 1 т угля, грн.

До принятия мероприятий:

грн./т

После принятия мероприятий:

грн./т

выводы

В результате проведения мероприятий интегральный показатель качества угля не изменится, следовательно, применение мероприятий по улучшению качества угля экономически не эффективно.

перечень ссылок

Н.Д. Мухопад Рудничный транспорт и подъем. Учебное пособие для студентов горных специальностей Донецк: ДонНТУ, 2005. – 50 с.
Методические указания к курсовому проектированию по шахтному (рудничному) транспорту /Сост.: В.И. Морев, В.Ю. Доброногова Алчевск: ДГМИ, 2003. – 86 с.
Машины и оборудование для шахт и рудников: Справочник / С.Х. Клорикьян, М.А. Старичев, В.В. Сребный и др. 7-е изд. доп. – М.: МГУ, 2002. – 471 с.
НПАОП 10.0-1.01-05. Правила безпеки у вугільних шахтах. – К.: Вид. «Відлуння», 2005. – 399 с.

Проект подземного транспорта