Расчет механизации доставки и откатки рудной массы стационарной установки для рудника цветной (стр. 7 из 9)
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 многоканатную подъемную установку, т.к. они применяются на большегрузных подъемных установках.
1 - шкив трения
2 - огибающий канат
3 - головной канат
4 - скип
5 - хвостовой канат
Рис.6.1. Схема многоканатной подъемной установки
6.2 Производительность и грузоподъемность подъемной установки
Полная высота подъема грузов для скиповых установок
Н=Нш+hо+hп, м, (6.1)
где hо - глубина опускания подъемного сосуда ниже основного откаточного горизонта шахты для его погрузки, м (hо=25 м); hп - высота переподъема сосуда над поверхностью шахты для его разгрузки, м (hп=25 м).
Н=480+25+25=530 м
Расчетная часовая производительность скиповой подъемной установки
(6.2)где kр - коэффициент резерва, учитывающий неравномерность поступления грузов к канатному подъемнику, (kр=1,15); zг - число рабочих дней в году, (zг=251 - режим работы рудника); tч - нормативное число часов работы подъемной установки, ч (при двух рабочих сменах по 6 ч, tч=12ч).
Наивыгоднейшая грузоподъемность грузовой подъемной установки
(6.3)где ас - коэффициент, учитывающий тип подъемной установки в отношении количества подъемных сосудов. (ас=1 - при двухсосудном подъеме); bт - коэффициент оптимальной продолжительности подъема (bт=4,5 - для многоканатного подъема); θ - длительность пауз между очередными подъемами, с (θ=20 с).
6.3 Выбор подъемных сосудов
По расчетной наивыгоднейшей грузоподъемности установки, принимаем скип по технической грузоподъемности [2, табл.1.1.]. Выбираем скип 2СН15-1, грузоподъемностью Qгр=20т, масса скипа Qс=10,8т.
6.4 Расчет и выбор подъемных канатов
Масса концевого груза скиповой подъемной установки
Q0=Qгр+Qс=20+10,8=30,8 т (6.4)
Высота расположения подшкивной площадки проходческих копров
hк=hп+hап+hд, м, (6.5)
где hк - высота технологического переподъема сосуда над поверхностью для его разгрузки, м (hп=25м); hап - запас высоты на случай аварийного переподъема сосуда, м (hап=5м); hд - дополнительный запас высоты до подшкивной площадки, м (hд=2м).
hк=25+5+5=35 м (6.6)
Максимальная длина отвеса
Но=Нщ+hо+hк=480+25+35 =540м
При высоте подъема Н <600 м канат рассчитывают на статическое растяжение под действием концевого груза и силы собственного веса каната.
Расчетная линейная масса каната
(6.7)где m’ - запас прочности по концевой статической нагрузке, (m’=8,5 - для грузовых подъемных установок); ρ0 - условная плотность каната, кг/м3 (ρ0=9500 кг/м3); σв - временное сопротивление разрыву проволок каната, Па (σв=1470·106Па); nк - количество канатов, (nк=4).
Примем закрытые проволочные канаты, обладающие преимуществами по сравнению с канатами других типов. Диаметр каната, dк=25 мм, σв=1470·106Па, линейная масса р=3,65 кг/м, Fсп=628 кН, Fк=532 кН.[2,стр50 табл.1.7]
Проверочный расчет фактического запаса прочности каната
(6.8)где Fсп - суммарное разрывное усилие проволок каната, Н; р - линейная масса каната, кг/м.
Канат считается пригодным для последующей эксплуатации при Н < 600м mф>m, 7,81>7,5.
Оценка степени статической неуравновешенности подъемной системы без хвостового каната
(6.9)δст<0,5, применение хвостового каната, как и других способов статического уравновешения подъемных систем, считается экономически не целесообразным.
6.5 Расчет и выбор подъемной установки
Расчетный диаметр барабана
Dно=kD·dk, мм, (6.10)
где kD - коэффициент соотношения между диаметрами навивочного органа и каната, (kD=79 - для многоканатных подъемных машин с отклоняющими шкивами).
Dно=79·25= 1975 мм
Максимальное статическое натяжение головных канатов
Smax=g·(Q0+nк·p·H0)=9,81·(30800+4·3,65·540)=379кН(6.11)
Максимальная разность статических натяжений ветвей канатов для двухсосудных подъемных установок
Fmax=g·(Qгр-Δ·H),кН, (6.12)
где Δ - разность суммарных линейных масс комплектов хвостовых и головных канатов (Δ=-р - для установок без хвостовых канатов, Δ=-3,65кг/м).
Fmax=9,81·(20-(-3,65)·540)=19,5 кН
Предварительно выберем подъемную установку со шкивом трения ЦШ- 2,25х6.
Проведем его проверочный расчет по:
- прочности футеровки канатоведущего шкива;
-отсутствию скольжения каната относительно поверхности шкива.
Статическое натяжение поднимающихся и опускающихся ветвей канатов
Sп=Smax=379 кН; Sоп=Smax - Fmax=379-19,5=359,5 кН.
Среднее удельное давление на футеровку шкива трения
(6.13)где DШТ - диаметр шкива трения, м (DШТ=4м).
Необходимое условие выполнено. τдоп=2500 кПа> τ,
где τдоп - допустимое удельное давление на футеровку шкива трения, кПа.
Условие не скольжения канатов относительно поверхности канатоведущего шкива
, (6.14)где f - коэффициент трения между канатом и поверхностью канатоведущего шкива, (f=0,2); α - угол охвата шкива канатом, рад.
Условие выполняется, окончательно принимаем шкив трения ЦШ-2,25х6.
Табл.6.1. Техническая характеристика подъемных машин с многоканатным шкивом трения
| Параметры | Значение |
| Допустимое статическое натяжение каната Sд, кНДопустимая разность статических натяжений каната Fд, кНПередаточные отношения редукторовМасса шкива трения mмi,тМомент инерции отклоняющих шкивов Jшк, т·м2 | 5001507,35;10,5;11,58,04,0 |
Dно< Dд; Smax<Sд; Fmax<Fд.
Отклоняющие шкивы многоканатных подъемных машин поставляется комплектом с выбранной машиной и имеют тот же диаметр, что и канатоведущие шкивы трения.
6.6 Расположение подъемной машины относительно оси шахты
Подъемные машины с многоканатными шкивами трения располагаются над устьем шахтных стволов в верхней части башенных копров. При таком расположении подъемных машин основным расчетным параметром является высота башенного копра, измеряемая от устья шахтного ствола до оси вращения канатоведущего шкива.
Для многоканатной подъемной системы, имеющей отклоняющий шкив высота копра расчетная равна
hк=hрб+ hс+ hсп+ hтб+ hпк+ Rош+hош+ hап, м,
где hрб - высота верхней кромки разгрузочного буккера от уровня устья шахтного ствола, м (hрб=25 м); hс - высота сосуда в положении разгрузки от низа до верхнего зажима каната, м (hс=11,3м); hсп -высота свободного переподъема сосуда до входа в верхнее предохранительное устройство, м (hсп=3 м - согласно ЕПБ); hтб - длина тормозных брусьев для предохранения головки копра при аварийном переподъеме сосуда, м (hтб=4 м); hпк - высота противометанного канала, м (hпк=0,8м); Rош - радиус отклоняющего шкива, м (Rош=2 м); hош - расстояние по вертикали между осями отклоняющего и канатоведущего шкивов, м; hап - дополнительная высота на случай аварийного переподъема, когда тормозной башмак сосуда достигает верхнего окончания тормозных брусьев, м (hап=3,3м).
где В0 - расстояние между отвесами канатов в шахтном стволе, м (В0=2,25 м).
hк=30,5+11,3+3+4+0,8+2+10,1+3,3=70 м
