Порядок расчета емкости локомотивосостава

Полезная масса поезда при движении на подъем рассчитывается по одной из следующих формул [1]:

, (54)

или

, (55)

где: сцепной вес локомотива - определяется по его технической характеристике, т;

коэффициент сцепления между бандажами ведущих колес локомотива и рельсами,;

м/с² - ускорение свободного падения;

удельное сопротивление движению локомотива, Н/т;

удельное сопротивление движению вагона, Н/т;

преодолеваемый подъем, ^о/_оо;

коэффициент общей массы вагона, доли ед.;

расчетный сцепной вес тягового агрегата, т.

В учебных расчетах величины и можно принимать равными между собой; при этом для временных путей соответствующее значение принимается из интервала 60 .. 80 Н/т, для постоянных путей - 35 .. 45 Н/т.

Величина определяется как сумма:

(56)

где: масса электровоза управления, т;

масса секции автономного питания, т;

число моторных думпкаров, единиц;

грузоподъемность моторного думпкара, т;

масса тары моторного думпкара, т.

Значения и принимаются в соответствии с техническими характеристиками соответствующих машин [1].

По величине определяется возможное число вагонов в составе:

единиц (57)

где грузоподъемность одного вагона, т.

Число округляется до ближайшего меньшего целого числа - обозначим это число . Окончательно полезный вес поезда:

т (58)

Емкость локомотивосостава определится как частное от деления:

(59)

где g - объемный вес перевозимой породы в целике, т/м³.

5.3.2. Автомобильный транспорт

Явочное количество автосамосвалов определяется по формуле:

(60)

где: сменный объем перевозок, м³/см;

сменная производительность автосамосвала, м³/см.

Списочный состав определяется путем умножения на коэффициент резерва - 1,2 , и округления полученного значения до ближайшего большего целого числа.

Величина определяется сменным объемом выемки полезного ископаемого (вскрышных пород, или суммарный объем горной массы) карьером в течение смены.

Сменная производительность автосамосвала рассчитывается по формуле:

(61)

где: время движения рейса автосамосвала ,мин;

мин (62)

время движения автосамосвала на рейс (см.табл.7),мин;

время погрузки автосамосвала (см.табл.8),мин;

время разгрузки автосамосвала (см.табл.9),мин;

и время установки автосамосвала, соответственно, под погрузку и разгрузку (см.табл.9);

время ожидания погрузки автосамосвала у экскаватора (см.табл.9).

Время на подготовительно-заключительные операции ( ) принимается равным 35 мин., время на личные надобности ( ) - 10 мин.

Таблица 7.

Средние скорости движения автосамосвалов БелАЗ-540, БелАЗ-548, БелАЗ-549, БелАЗ-7510, БелАЗ-7525, и время движения на рейс

Расстояние тран­спортирования, км	Средняя скорость движения, км/ч	Время движения на рейс, мин.	Расстояние тран­спортирования, км	Средняя скорость движения, км/ч	Время движения на рейс, мин.
0,1 - 0,2	8,2	2,2	1,61 - 1,8	19,5	10,5
0,21 - 0,3	9,9	3,03	1,81 - 2,0	20,3	11,2
0,31 - 0,4	11,1	3,78	2,01 - 2,3	21,2	12,2
0,41 - 0,5	12,2	4,43	2,31 - 2,6	22,2	13,2
0,51 - 0,6	13,1	5,04	2,61 - 2,9	23,2	14,2
0,61 - 0,7	13,9	5,61	2,91 - 3,2	24,0	15,2
0,71 - 0,8	14,6	6,16	3,21 - 3,5	24,8	16,2
0,81 - 0,9	15,3	6,67	3,51 - 3,8	25,6	17,1
0,91 - 1,0	15,9	7,17	3,81 - 4,2	26,4	18,2
1,01 - 1,2	16,7	7,8	4,21 - 4,6	26,4	20,0
1,21 - 1,4	17,7	8,81	4,61 - 5,0	26,4	21,8
1,41 - 1,6	18,7	9,63

Таблица 8.

Время погрузки автосамосвала экскаватором, мин.

Категория пород по трудности экскавации	Автосамосвал	ЭКГ-4,6|ЭКГ-8И|ЭКГ-8И|ЭКГ-12,5
Емкость ковша, м3
4,6			12,5
Погрузка породы
I	БелАЗ-540; БелАЗ-7510	1,57	1,05
	БелАЗ-548; БелАЗ-7525	2,45	1,63	1,33	1,14
	БелАЗ-549	4,20	2,80	2,29	1,95
II	БелАЗ-540; БелАЗ-7510	1,77	1,19
	БелАЗ-548; БелАЗ-7525	2,73	1,83	1,50	1,27
	БелАЗ-549	4,72	3,17	2,59	2,20
III	БелАЗ-540; БелАЗ-7510	2,02	1,36
	БелАЗ-548; БелАЗ-7525	3,07	2,07	1,69	1,44
	БелАЗ-549	5,42	3,66	2,99	2,54
IV	БелАЗ-540; БелАЗ-7510	1,93	1,31
	БелАЗ-548; БелАЗ-7525	2,87	1,95	1,60	1,35
	БелАЗ-549	5,37	3,64	2,99	2,53
Погрузка угля
II	БелАЗ-7510	1,95	1,31
	БелАЗ-7525	2,79	1,87	1,53	1,30
III	БелАЗ-7510	2,19	1,48
	БелАЗ-7525	3,13	2,11	1,73	1,47

Таблица 9.

Время установки автосамосвалов для разгрузки, разгрузки и ожидания погрузки у экскаватора, мин. на рейс

Показатели	БелАЗ-540 БелАЗ-7510	БелАЗ-548 БелАЗ-7525	БелАЗ-549
Время установки для разгрузки	0,5	0,5	0,6
Время разгрузки	0,8	0,8	1,0
Время ожидания погрузки	1,0	1,6	2,0

5.4 Выбор ленточного конвейера

Комплектация роторно-конвейерных комплексов производится, как правило, ленточными конвейерами. Если проектом предусмотрен комплекс со стандартной комплектацией [1], производить дополнительные расчеты конвейеров, входящих в состав комплекса нет необходимости.

Однако выбор и проверку магистрального конвейера нужно произвести обязательно.

В качестве исходных данных для выбора и расчета ленточного конвейера используются:

требуемый объем транспортирования Q, т/час;

требуемая длина конвейерного става L, м;

угол наклона конвейера b, градус;

насыпная плотность угля g , т/м³;

максимальный размер кусков угля а`_max, мм.

Вначале, исходя из потребных производительности и длины става, выбирается тип ленточного магистрального конвейера по справочной литературе [10]. Для выбранного конвейера производится проверка правильности выбора, для чего выполняется его расчет. Исходные данные, приведенные выше дополняются следующими параметрами конвейера:

транспортная производительность конвейера в разрыхленной

массе V_к, м³/час;

ширина ленты В, мм;

расстояние между осями приводного и концевого барабанов L, м;

скорость движения ленты V, м/с;

максимальное статическое тяговое усилие на приводном барабане

F, кН;

мощность привода N_пр, кВт.

Порядок расчета конвейера

1.Транспортную производительность конвейера в тоннах определяем по формуле:

т/час (63)

Если Q > Q_к, конвейер выбран неверно - следует принять конвейер с большим значением V_к.

Потребная ширина ленты по кусковатости перемещаемого груза

, мм (64)

Если условие выполняется, то конвейер подходит по производительности, ширине ленты и длине.

2. Определение сопротивлений движению ленты L (при b=0)

На порожней стороне ленты

Н (65)

На грузовой стороне ленты

(66)

где: q_т - погонный вес тягового органа (ленты) - принимается по справочным данным [8,9],Н/м;

q_г - погонный вес груза .

(67)

q_р` и q_р`` - погонный вес вращающихся частей роликов соответственно на грузовой и порожней ветвях конвейера - принимаются по справочным данным;

w` - коэффициент сопротивления движению конвейерной ленты по роликам, в соответствии с [8] для конвейеров на открытых разработках w`= 0,025 .. 0,03.

Тяговое усилие в ленте, равное суммарному сопротивлению движению, можно определить по формуле (при b=0)

Н (68)

где C_к - коэффициент, учитывающий дополнительные сопротивления

на концевых конструкциях, принимается в зависимости от

длины конвейера [8,9].

Натяжение тягового органа по точкам.

Натяжение в точке 1, сбегания ленты с приводного барабана по условию отсутствия пробуксовки ленты на барабане

Н (69)

где K_Т.С. - коэффициент запаса тяговой способности привода, K_Т.С = 1,25 .. 2,0 [8];

l^mL - тяговый фактор привода. При угле обхвата барабана лентой L=210^о (3,66 радиан) и коэффициенте сцепления барабана с лентой m=0,35 [8] l^mL =3,61.

Натяжение ленты в точке 2, сбегания с натяжного устройства:

Н (70)

Натяжение ленты в точке 3, набегания на головной барабан (натяжное устройство расположено в хвостовой части):

Н (71)

Натяжение ленты в точке 4, сбегания с головного барабана:

Н (72)

Натяжение в точках 5 и 6 на хвостовом барабане:

Н (73)

Проверка натяжения ленты по стреле провеса на грузовой ветви.

Минимальное натяжение ленты по этому условию

(74)

Необходимо, чтобы S₄ > S_г^min, в противном случае лента выбрана неправильно.

Фактический запас прочности ленты

Н (75)

где i - число тяговых тканевых прокладок в ленте;

- сопротивление на разрыв Н на 1 мм ширины одной прокладки.

Величина запаса прочности должна быть не менее 8,5. При невыполнении данного условия следует увеличить для той же ленты число тяговых прокладок, либо принять более прочную ленту.

Необходимая мощность привода

квт (76)

где:K_зап - коэффициент запаса мощности, K_зап = 1,1 .. 1,2;

h - к.п.д. передачи, (для учебных расчетов можно принимать h=0,85)

F - тяговое усилие на приводных барабанах, Н.

Н (77)

Необходимая мощность привода не должна превышать паспортную для данного конвейера.

Отвалообразование

Способы отвалообразования и средства механизации отвальных работ должны обеспечивать бесперебойные складирования породы. Способы отвалообразования выбираются в зависимости от условий залегания рудного тела, рельефа местности, характеристики пород, климатических особенностей района. На большинстве карьеров, где вскрышные работы производятся с использованием железнодорожного транспорта – отвалы экскаваторные, с использованием автомобильного транспорта – бульдозерные.

6.1 Расчет параметров экскаваторного отвала и необходимого парка отвальных машин

При экскаваторном отвалообразовании используют два основных типа экскаваторов: механические лопаты и драглайны.

При оборудовании мехлопатами приемная способность отвала достигает 500 м³ на один метр длины тупика, шаг передвижки путей – от 23-25 до 30-35 м.

Для механизации отвальных работ используют мехлопаты с ковшом вместимостью 4,6–16 м³.

В последние годы на отвалах получили применение драглайны ЭШ10.70, ЭШ13.50. Удельный объем отвала в этих случаях достигает 4000 м³, переукладка путей производится через 1,5-2 года.

К основным параметрам экскаваторного отвала относятся: высота отвала, м; шаг переукладки пути, м; длина приемной ямы на отвальном тупике, м; длина отвальных тупиков, м; суточная приемная способность отвального тупика, м³/сутки; число отвальных тупиков в работе и общее их число.

Первые параметры не рассчитываются, а принимаются из литературы.

Общая высота отвального уступа H₀=h₁+h₂, где h₁, h₂ – высота верхнего и нижнего подуступов. Высота верхнего подуступа не должна превышать максимальной высоты разгрузки экскаватора. Высота отвального забоя определяется типом экскаватора и высотой отвала.

Шаг переукладки пути (ширина заходки) зависит от радиусов черпания и разгрузки экскаватора и длины бункера (принимается из технической характеристики экскаватора). Длина приемной ямы должна соответствовать кратной длине кузова думпкара. Длина отвального тупика зависит от производительности отвального экскаватора, вместимости породного состава, скорости движения. С увеличением длины тупика уменьшается требуемая емкость ковша отвального экскаватора, но вместе с тем снижается готовность отвального тупика к приему породы. Длину отвальных тупиков принимать 1-2 км.

Расчет суточной производительности (приемной) способности отвального тупика выполняем по условию работы транспорта:

V_сут=n_с ·n ·V_д, м³/сутки; (78)

где n_с – число составов, которые могут быть разгружены на отвальном тупике за сутки

; (79)

где f =0,85-0,9 – коэффициент неравномерности работы отвала;

T_сут=21 ч – продолжительность работы тупика за сутки;

t_о – время обмена поезда на отвале, мин;

, мин; (80)

где L_о =1,5-2,5 км – расстояние от обменного пункта до середины отвального тупика;

U_ср=10-15 км/ч средняя скорость движения поезда по отвальным путям;

τ_о = 4-8 мин, время на обмен поезда на станции;

t_разг – время разгрузки поезда, мин.

Расчет числа отвальных тупиков в работе

(81)

где П_вс.сут – суточная производительность карьера по вскрыши.

6.2 Расчет параметров бульдозерного отвала

Основными параметрами бульдозерного отвала являются длина фронта отвального участка и всего отвала, число участков, высота отвала, необходимое число бульдозеров.

Длина одного отвального участка рассчитывается по условию бульдозерных работ или по транспортным условиям.

Расчет по условиям планировки

, (82)

где Q_б – производительность бульдозера, м³/смену;

W_о – удельная приемная способность отвала, м³/м;

, (83)

где V_а – вместимость кузова автосамосвала, м³;

λ – коэффициент кратности разгрузки по ширине кузова;

b – ширина кузова автосамосвала, м.

Длина отвального участка по условию беспрепятственной разгрузки автомашин

, (84)

где N_а – число автомашин, обслуживающих отвальный участок;

а – ширина полосы, занимаемой автосамосвалом при маневрировании и разгрузке, м (а=20-30 м);

t_р.м. – продолжительность разгрузки и маневрирования автосамосвала на отвале, мин (t_р.м. =1-2 мин),

T_р – продолжительность рейса автосамосвала, мин.

В качестве длины отвального участка (L_о.у.) принимается максимальное из рассчитанных значений.

Число рабочих отвальных участков

, (85)

где W_c – объем вскрышных пород, складируемых на отвале, м³/смену;

n_б – число бульдозеров, работающих на отвале.

Общая длина отвального фронта

L_ф.о.=k_oN_oL_о.у. (86)

где k_о – коэффициент одновременности работы отвальных участков (k_о=1-4)

ГРАФИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Графическая часть курсового проекта выполняется на 1 .. 2 листах формата А1 и должна содержать следующие чертежи:

1. Схемы к паспортам БВР по добычным и вскрышным работам в отдельности. К этим схемам относятся: конструкция скважинного заряда, схема обуривания блока, схема коммутации зарядов.

2. Паспорта забоев экскаваторов на добычных и вскрышных горизонтах.

3. Графики (планограммы) работ на вскрышных и добычных уступах.

ЛИТЕРАТУРА

1. Ржевский В.В. Открытые горные работы. - Часть 1. Производственные процессы. - М.:"Недра", 1985 г.

2. Краткий справочник по открытым горным работам/Под ред.Мельникова

Н.В. - М.:"Недра", 1982 г.-315 с.

3. Единые правила безопасности при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом. - М.:"Недра", 1972 г.

4. Правила технической эксплуатации при разработке угольных и сланцевых месторождений открытым способом. М.:"Недра", 1972 г.

5. Типовые технологические схемы ведения горных работ на угольных разрезах. - М.:"Недра", 1982 г.

6. Типовые технологические схемы ведения горных работ оборудованием непрерывного действия на угольных разрезах. - Киев, изд-во УкрНИИпроекта, 1974 г.

7. Единые правила безопасности при взрывных работах. -

М.:"Недра", 1984 г.

8. Кузьмин А.В., Марон Ф.Л. Справочник по расчетам механизмов подъемно-транспортных машин. Минск: Вышэйшая школа,1983 - 350 с.

9. ГОСТ 20-76 Ленты конвейерные резинотканевые. Технические условия.

10. Дьяков В.А. Транспортные машины и комплексы открытых разработок. М.: Недра, 1986 - 343 с.

11. Виницкий К.Е. Оптимизация технологических процессов на открытых разработках. - М.:"Недра", 1976 г.

Таблица исходных данных

№ варианта Производ-ственная мощность по п.и., млн. т в год Средний кофф. вскры-ши, куб.м на тонну   Размеры карьерного поля по простиранию,км Кофф.крепости п. и. по шкале проф.М. Протодья-конова Объем ный вес п.и Объем- ный вес вскрыши Кофф.крепости в.п. по шкале проф.М. Про-тодьяконова 4.0 2.1 1.4 2.5 3.1 1.6 1.4 2.1 1.5 2.0 2.4 2.0 0.8 3.0 2.8 1.8 1.4 3.3 2.3 2.0 2.3 1.6 1.5 1.2 1.4 1.8 1.5 4.0 1.8 1.0 1.7 1.2 1.1 1.9 1.5 1.6 2.4 1.6 1.5 5.0 1.5 .2.1 2.0 3.6 3.0 3.2 2.8 2.5 2.4 4.4 1.7 1.8 3.1 1.6 1.4 0.8 1.3 1.6 1.5 .1.1 1.2 2.1 1.9 1.5

Остальные данные студент принимает самостоятельно

Рассмотрено на заседании кафедры РМПИ   Протокол № от «___»__________2008г.	Утверждено Методическим бюро горного факультета Протокол № от «___»__________2008г.
Зав.кафедрой В.Ф.Демин	Председатель метод.бюро ГФ Р.К.Камаров

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

по выполнению курсового проекта по дисциплине "Процессы открытых горных работ", для студентов специальности 190240 "Отрытая разработка месторождений полезных ископаемых специализации 190241 «Открытая разработка рудных и угольных месторождений»

(для всех форм обучения)

Составила:

старший преподаватель МАЛЬЧЕНКО Т.Д.

Подписано к печати

Заказ N Объем уч.-изд.л. Тираж

Печатно-множительная мастерская КарГТУ, Караганда, Б.Мира 56