Выбор средств вспомогательного транспорта

Подземный транспорт

На шахтах, разрабатываемых пологие пласты, рекомендуется применять следующие виды транспорта:

- в участковых горизонтальных выработках – конвейерный транспорт;

- в участковых и главных (капитальных) наклонных выработках с углами наклона до 16-18̊ – конвейерный транспорт;

- в выработках транспортного горизонта при больших грузопотоках и отсутствии криволинейности выработок – конвейерный транспорт;

- при малых грузопотоках, наличии криволинейности и большой протяженности выработок – локомотивный транспорт;

- в вертикальных межгоризонтных выработках – спиральные спуски.

Выбор средств главного транспорта

Выбор участкового и магистрального конвейерного транспорта при полной конвейеризации включает в себя [13, 14]:

- выбор типов конвейеров;

- определение эксплуатационной производительности конвейеров для установления допустимой длины;

- определение допустимой длины принятых конвейеров по графикам применимости.

Таблица 7.1

Исходные данные для расчета грузопотоков

Параметры	Забои
№1	№2	№3
Сменная добыча , т	891,7	891,7	891,7
Продолжительность смены , ч
Длина очистного забоя , м
Вынимаемая мощность пласта , м	2,2	2,2	1,65
Плотность угля в целике , т/м3	1,28	1,28	1,3
Насыпная масса угля , т/м3	0,85	0,85	0,85
Сопротивляемость угля резанию , Н/мм

Продолжение табл. 7.1

Угол падения пласта , град
Тип механизированного комплекса	М138/4 (2 тип)	М138/4 (2 тип)	М138/4 (2 тип)
Тип комбайна	МВ570Е	МВ570Е	МВ570Е
Схема работы комбайна	односторонняя
Ширина захвата , м	0,8	0,8	0,8
Коэффициент машинного времени	0,22	0,22	0,24
Тип скребкового конвейера	КСЮ271	КСЮ271	КСЮ271
Скорость цепи конвейера , м/мин	67,8	67,8	67,8

Рис. 7.1. Технологическая схема конвейерного транспорта.

7.1.1. Определение характеристики грузопотоков из очистных забоев.

Очистной забой №1

Средний минутный грузопоток за время поступления угля из очистного забоя определяется по формуле:

, (7.1)

где – сменная нагрузка на очистной забой, т;

– продолжительность смены, ч;

– коэффициент времени поступления угля из одного очистного забоя на транспортную систему.

При односторонней схеме работы комбайна с зачисткой величина определяется по формуле:

, (7.2)

где – продолжительность зачистки очистного забоя при обратном ходе в течение смены:

, (7.3)

где – длина очистного забоя, м;

– число циклов в смену, шт.;

– максимальная маневровая скорость выемочной машины по технической характеристике , м/мин.

Коэффициент машинного времени при резании определяется по формуле:

, (7.4)

где – максимальная скорость выемочной машины при резании, м\мин;

– время подготовительно-заключительных операций за один цикл , мин.

Число циклов в смену определяется отношением сменной нагрузки на очистной забой и количества угля, добываемого с одной стружки:

, (7.5)

где – вынимаемая мощность пласта, м;

– ширина захвата комбайна, м;

– плотность угля в целике, т/м³;

– коэффициент извлечения угля с учетом потерь .

.

Максимальная скорость выемочной машины при резании определяется по формуле:

, (7.6)

где – установленная мощность электродвигателя исполнительных органов (по технической характеристике выемочной машины), кВт;

– удельные энегргозатраты разрушения угля, кВт·ч/т.

м/мин,

,

мин,

,

т/мин.

Максимальный минутный грузопоток, который может поступить из очистного забоя.

При прямом ходе выемочной машины:

, (7.7)

где – максимальная скорость выемочной машины при резании, м/мин;

– расчетный коэффициент, учитывающий направление движения выемочной машины и скребковой цепи забойного конвейера;

– коэффициент погрузки; при односторонней работе выемочной машины .

Расчетный коэффициент определяется по формуле:

, (7.8)

где – скорость цепи конвейера, м/мин.

,

т/мин.

При обратном ходе выемочной машины (зачистке):

, (7.9)

где

, (7.10)

. (7.11)

м/мин,

,

т/мин.

По максимальному минутному грузопотоку из забоя проверяем правильность предварительного выбора скребкового конвейера по условию , где – приемная способность забойного конвейера. Так как это условие выполняется , значит, конвейер КСЮ271 принят правильно.

Расчеты для очистного забоя №2 аналогичны расчетам очистного забоя №1.

Очистной забой №3

Число циклов в смену:

.

Продолжительность зачистки очистного забоя при обратном ходе в течение смены:

мин.

Максимальная скорость выемочной машины при резании:

мин.

Коэффициент машинного времени:

.

При односторонней схеме работы комбайна с зачисткой величина равна:

.

Средний минутный грузопоток за время поступления груза:

т/мин.

Максимальный минутный грузопоток, который может поступить из очистного забоя.

Расчетный коэффициент равен:

.

Максимальный минутный грузопоток при прямом ходе выемочной машины:

т/мин.

Максимальный минутный грузопоток при обратном ходе выемочной машины:

т/мин.

По максимальному минутному грузопотоку из забоя проверяем правильность предварительного выбора скребкового конвейера по условию , где – приемная способность забойного конвейера. Так как это условие выполняется , значит, конвейер КСЮ271 принят правильно.

7.1.2. Выбор типов конвейеров

Конвейерную линию условно делим на расчетные участки. Участки 1-2, 2-3, 3-4, 5-6, 6-7, 7-4, 8-9, 9-10 10-11 являются однопоточными, а участки 4-12, 12-13 – сборными. Выбор конвейера производим для каждого участка.

Участки 1-2, 5-6 и 8-9 – ярусные конвейерные штреки очистных забоев №1, №2 и №3 ( м, ).

Выбор конвейера по приемной способности.

По [13, табл. 5 прил. 2] находим параметры ленточного конвейера (с учетом места установки: стационарный или полустационарный), который бы обеспечил условие , т.е. приемная способность конвейера должна быть больше максимального минутного грузопотока.

Приемную способность, удовлетворяющую условию м³/мин, что при т/м³ соответствует т/мин, обеспечивают следующими параметрами конвейера:

мм – шириной ленты, м/с – скоростью ленты.

В соответствии с принятыми параметрами и исходя из условий эксплуатации на штреках (1-2 и 8-9) должны быть установлены стационарные ленточные конвейеры. Предварительно принимаем конвейер 2ЛТ100У-01 с мощностью привода 330 кВт.

Установление допустимой длины конвейера.

Принятие окончательного решения возможно после проверки: проходит ли предварительно выбранный конвейер 2ЛТ100У-01 по мощности привода и прочности тягового органа (ленты) с учетом конкретной эксплуатационной нагрузки и конкретного угла наклоны выработки.

Для этого определяем эксплуатационную нагрузку:

, (7.12)

где – расчетный коэффициент нагрузки.

Величину находим по [13, табл. 4 прил. 2], установив предварительно и по формулам:

, (7.13)

, (7.14)

где – продолжительность загрузки несущего полотна конвейера, мин;

– минутный коэффициент неравномерности.

Для очистного забоя №1 мин; ; ; т/ч.

Для очистного забоя №3 мин; ; ; т/ч.

Для очистного забоя №1 по графику применимости ленточного конвейера 2ЛТ100У-01 при угле наклона и ожидаемой эксплуатационной нагрузке т/ч допустимая длина составляет 1900 м. Так как , то для участка 1-2 окончательно принимаем установку двух конвейеров 2ЛТ100У-01 на всю длину штрека 1950 м.

Для очистного забоя №3 по графику применимости ленточного конвейера 2ЛТ100У-01 при угле наклона и ожидаемой эксплуатационной нагрузке т/ч допустимая длина составляет 2020 м. Так как , то для участка 8-9 окончательно принимаем установку одного конвейера 2ЛТ100У-01 на всю длину штрека 1950 м.

При использовании ленточного конвейера унифицированного типажного ряда, отпадает необходимость выбора перегружателя, так как он входит в состав конвейера.

Оценим правильность выбора ленточного конвейера:

- по приемной способности конвейера

; (7.15)

- по эксплуатационной производительности конвейера

. (7.16)

,

,

,

.

Оба условия выполняются:

и

Конвейер выбран правильно.

Участки 2-3, 6-7 и 9-10 – конвейерные бремсберги м, ; м, , на которые поступает уголь из очистных забоев №1, №2 и №3.

Выбор конвейера по приемной способности.

По [13, табл. 5 прил. 2] находим параметры ленточного конвейера (с учетом места установки: стационарный или полустационарный), который бы обеспечил условие , т.е. приемная способность должна быть больше максимального минутного грузопотока.

Приемную способность, удовлетворяющую условию м³/мин, что при т/м³ соответствует т/мин, обеспечивают следующими параметрами конвейера:

мм – шириной ленты, м/с – скоростью ленты.

В соответствии с принятыми параметрами и исходя из условий эксплуатации на бремсбергах (2-3 и 9-10) должны быть установлены стационарные бремсберговые конвейеры. Предварительно принимаем конвейер 2ЛБ120М в сочетании с надвижным перегружателем КСП3.

Установление допустимой длины конвейера.

Принятие окончательного решения возможно после проверки: проходит ли предварительно выбранный конвейер 2ЛБ120М по мощности привода и прочности тягового органа (ленты) с учетом конкретной эксплуатационной нагрузки и конкретного угла наклоны выработки.

Для этого определяем следующие параметры:

Для участка 2-3 мин; ; ; т/ч.

Для участка 9-10 мин; ; ; т/ч.

Для участка 2-3 по графику применимости ленточного конвейера 2ЛБ120М при угле наклона и ожидаемой эксплуатационной нагрузке т/ч допустимая длина составляет 1600 м. Так как , то для участка 2-3 принимаем установку одного конвейера 2ЛБ120М на всю длину бремсберга 1530 м.

Для участка 9-10 по графику применимости ленточного конвейера 2ЛБ120М при угле наклона и ожидаемой эксплуатационной нагрузке т/ч допустимая длина составляет 2400 м. Так как , то для участка 9-10 окончательно принимаем установку одного конвейера 2ЛБ120М на всю длину бремсберга 1700 м.

Оценим правильность выбора ленточного конвейера:

- по приемной способности конвейера

,

;

- по эксплуатационной производительности конвейера

,

.

Оба условия выполняются:

и

Конвейер выбран правильно.

Расчеты участков 3-4, 4-7 и 5-6 аналогичны расчетам участка 1-2. Расчет участка 6-7 – участку 2-3. Расчет участка 10-11 – участку 8-9. Значит, на таких участках будут стоять конвейеры, аналогичные рассчитанным участкам.

Участок 4-12 – наклонный квершлаг ( ). По нему транспортируется груз, поступающий с бремсберга №1 и №2 в пункте 4 и с бремсберга №3 – в пункте 11.

Участок 4-12 имеет два отрезка: 4-11 – длиной 170 м, который является сборным для двух грузопотоков из забоев №1 и №2, и 11-12 ( м), по которому транспортируются грузопотоки из всех трех забоев.

Определение максимального минутного грузопотока.

Рассчитываем для наиболее загруженного отрезка конвейера 11-12:

. (7.17)

Предварительно находим среднеквадратичное отклонение минутных грузопотоков за время поступления грузов по формуле:

. (7.18)

т/мин,

т/мин.

При одновременной работе трех очистных забоев вероятностный параметр составляет .

Тогда максимальный суммарный минутный грузопоток равен:

т/мин.

Выбор конвейера по приемной способности.

По [13, табл. 5 прил. 2] находим параметры ленточного конвейера, который бы обеспечил условие , т.е. приемная способность конвейера должна быть больше максимального минутного грузопотока, равного 27,37 т/мин.

Приемную способность, удовлетворяющую условию м³/мин, что при т/м³ соответствует 45,05 т/мин, обеспечивают следующими параметрами конвейера:

мм – шириной ленты, м/с – скоростью ленты.

В соответствии с принятыми параметрами и исходя из условий эксплуатации, для участка 4-12 предварительно выбираем стационарный ленточный конвейер 2ЛУ160Б с мощностью привода 1500 кВт.

Установление допустимой длины конвейера.

Принятие окончательного решения возможно после проверки: проходил ли предварительно выбранный конвейер 2ЛУ160Б по мощности привода и прочности конвейерной ленты с учетом конкретной эксплуатационной нагрузки и конкретного угла наклона выработки. Конвейер 2ЛУ160Б, установленный на всю длину участка 4-12, загружают двумя грузопотоками: в точках 4 и 11. Поэтому определяем приведенную эксплуатационную нагрузку:

, (7.19)

Для этого определяем эксплуатационную нагрузку от очистных забоев №1 и №2, действующую на участке 4-11:

. (7.20)

Предварительно определим коэффициенты неравномерности грузопотока и времени загрузки участка 4-11 конвейера по формулам:

, (7.21)

. (7.22)

,

.

Следовательно .

т/ч.

Определяем эксплуатационную загрузку от очистных забоев №1, №2 и №3, действующую на отрезке м:

. (7.23)

Суммарный средний минутный грузопоток определяется арифметическим сложением средних минутных грузопотоков:

. (7.24)

т/мин.

Коэффициенты и для отрезка :

,

.

Следовательно .

т/ч.

Приведенная эксплуатационная нагрузка, действующая на участке 4-12 составит:

т/ч.

По графику применимости определяем допустимую длину конвейера. С учетом эксплуатационной нагрузки и угла наклона выработки допустимая длина конвейера составляет м. Так как (775>537) м, то на участке 4-12 устанавливаем один конвейер 2ЛУ160Б (на всю длину выработки).

Оценим правильность выбора ленточного конвейера:

- по приемной способности конвейера

;

- по эксплуатационной производительности конвейера

.

Оба условия выполняются:

Конвейер выбран правильно.

Аккумулирующий бункер.

Предназначен для глубокого усреднения поступающего грузопотока или аварийного аккумулирования груза с целью компенсации (исключения) простоев по вине транспорта.

В данном проекте применяем горный бункер, так как это не ограничивается отсутствием необходимого перепада высот между точками загрузки и выгрузки материала, малым сроком службы, требованиями к сортности угля и физико-механическими свойствами транспортируемого угля, свойствами боковых пород, горным давлением и экономическими факторами [15].

Вместимость аккумулирующего бункера (минимальная) определяется по формуле:

, (7.25)

где – расчетный коэффициент, учитывающий число конвейеров в подбункерной линии; – сквозной бункер при числе конвейеров в подбункерной линии – 1-2.

т.

Принимаем т.

В аккумулирующий бункер поступает грузопоток с конвейера, установленного на участке 4-12. Характеристики грузопотока следующие:

т/мин; т/мин.

Для обеспечения глубокого усреднения грузопотока производительность разгрузки аккумулирующего бункера должна обеспечивать пропуск среднего грузопотока, т.е.

. (7.26)

т/ч.

Производительность разгрузки аккумулирующего бункера задается питателем. Причем при выборе питателя должно выполняться условие .

По [13, табл. 4, 5, 6 прил. 3] выбираем питатель ПЛ-10, у которого м³/ч. Для того, что бы выполнилось условие, необходимо принять два питателя, тогда , т.е. .

Минутный грузопоток на участке 12-13 составит:

. (7.27)

т/мин.

По [13, табл. 5 прил. 2] находим параметры подбункерного конвейера, которые обеспечили выполнение условия:

. (7.28)

Приемная способность м³/мин т/мин обеспечивается параметрами конвейера:

мм – ширина ленты; м/с – скорость ленты.

В соответствии с принятыми параметрами и с учетом места установки выбираем ориентировочно ленточный конвейер 2ЛУ120Б.

Эксплуатационная нагрузка на этот конвейер определяется по формуле:

. (7.29)

Расчетный коэффициент определяем исходя из величин и .

. (7.30)

.

, (7.31)

мин.

Следовательно .

т/ч.

По графику применимости конвейера 2ЛУ120Б при т/ч и допустимая по мощности и прочности тягового органа длина конвейера составит 530 м.

Так как (530<805) принимаем решение: установить в наклонном стволе два конвейера 2ЛУ120Б длиной 402,5 м каждый.

Правильность выбора подтверждается:

и . (7.32)

;

.

Выбор средств вспомогательного транспорта

В качестве вспомогательного транспорта для перевозки оборудования, материалов и людей по участковым ходкам, конвейерному бремсбергу и выемочным штрекам принимается подвесная монорельсовая дорога «SCHARF» («Шарф») немецкого производства с дизелевозом DLZ-110F.

Применение монорельсовых подвесных дорог с дизелевозами целесообразно при перевозке людей и доставке материалов по разветвленным горным выработкам, имеющим большую протяженность и переменные углы наклона. Конструкция дизелевоза позволяет эксплуатировать его в горных выработках опасных по газу, с содержанием метана в рудничной атмосфере не более 1,5% СН4.

Для организации бесперебойной работы вспомогательного транспорта в горных выработках при доставке оборудования, материалов и перевозке людей в подготовительные и очистные забои проектом предусматривается приобретение трех дизелевозов. Монорельсовая подвесная дорога прокладывается по следующим выработкам:

– вспомогательному путевому стволу;

– капитальному квершлагу;

– путевому ходку;

– конвейерному и вентиляционному штрекам лав.

Площади поперечных сечений всех выработок обеспечивают требуемые по ПБ зазоры между габаритами подвижного состава монорельсовой дороги, крепью и оборудованием. Углы наклона всех выработок не превышают предельных значений применения принятого проектом оборудования (для данного дизелевоза допустимый угол пути равен 25°).