Расчет конвейерной установки в условиях ш. Воркутинская

Содержание Лист

Введение … 4

1. Общая часть … 3

1.1 Местонахождение и административное подчинение шахты … 3

1.2 Краткая геологическая характеристика пластов … 3

1.3 Опасность угольных пластов по взрывчатости … 3

1.4 Вскрытие и подготовка шахтного поля … 4

1.5 Краткие сведения о стационарном оборудовании шахты … 4

1.5.1 Вентиляционные установки … 4

1.5.2 Водоотливные установки … 5

1.5.3 Подъемные установки … 4

1.6 Электроснабжение шахты … 5

1.7 Внутришахтный транспорт … 5

1.8 Механизация очистных и подготовительных работ на шахте … 6

1.9 Технико-экономические показатели работ шахты … 7

2. Специальная часть … 8

2.1 Общие сведения о конвейерном транспорте предприятия … 8

2.1.1 Транспортная схема и ее сети … 8

2.1.2 Магистральный транспорт … 8

2.1.3 Механизация транспортных средств на погрузочных пунктах … 8

2.1.4 Организация структуры шахтного транспорта … 9

2.2 Характеристика очистных забоев …

2.3 Определение и выбор конвейеров …18

2.3.1 Определение характеристик грузопотоков, поступающих
из очистного забоя …18

2.3.2 Выбор типа конвейеров …21

2.4 Тяговый расчет принятых к установке конвейеров …26

2.4.1 Расчетная схема и техническая характеристика установки …26

2.4.2 Тяговый расчет для первого в линии конвейера …31

2.4.3 Вывод по пункту "2.4" …33

2.4.4 Тяговый расчет конвейера 2ЛЛ100№2 при условии отключения
одного из приводных электродвигателей …34

2.5 Расчет электроснабжения конвейерной линии …36

2.5.1 Расчет электроснабжения для конвейера 2ЛЛ100№2 …36

2.6 Выбор аппаратуры для автоматического управления …58

2.6.1 Краткое описание аппаратуры …59

2.6.2 Общий принцип работы комплекса …61

2.6.3 Дополнительная аппаратура …63

2.7 Эксплуатация конвейерной линии: ТО и ППР …70

2.7.1 Устройство и работа составных частей конвейера …77

2.8 ТБ и противопожарная защита …82

2.8.1 Технические требования к выработкам и конвейерам …82

2.8.2 Противопожарная защита …84

2.9 Технико-экономический расчет …87

2.10 Краткий вид проекта …90

2.11 Перечень используемой документации …91

Введение

Уголь - основной продукт, технологическое сырье для производства и использования в металлургическом производстве, химической промышленности и энергетик России.

В сегодняшних экономических условиях большое значение имеет себестоимость добычи угля, что реально при снижении затрат на вспомогательные работы и увеличение нагрузки на очистной забой. Рекомендуемое решение этих задач - реконструкция действующих предприятий, внедрение высокопроизводительных добычных комбайнов, комплексов, подготовка образованных рабочих и ИТР угледобывающих предприятий.

Рост нагрузок на очистной забой обусловил мировое применение конвейерного транспорта, обладающего рядом преимуществ: высокая производительность, работа с автоматизированным управлением, низкая трудоемкость обслуживания, возможность бесступенчатой транспортировки горных масс. В дипломном проекте рассмотрен вопрос расчета конвейерной установки в условиях ш. "Воркутинской" на КУ-13с.

Общая часть

I. Общие сведения о шахте

1. 1 Местонахождение и административное подчинение шахты

Воркутинское камне угольное месторождение расположено в северо-восточной части Печерского угольного бассейна, в среднем течении реки Воркута, в 60 км к Северу от устья. По административному делению входит в состав Воркутинского промышленного района республики Коми, центром которого является город Воркута. Северная железная дорога соединяет город и горнодобывающие предприятия района с центром в европейской части России.

Шахта "Воркутинская" построена на базе шахты №1 "Капитальная" и №40 по проекту группой реконструкции. Сдана в эксплуатацию с 1973 г, с производственной мощностью 1800 тыс. тонн.

1.2. Краткая горно-геологическая характеристика разрабатываемых угольных пластов.

Поле шахты "Воркутинская" находится в центральной части восточного крыла Воркутинской мульды. Нижняя граница шахтного поля принята вертикальной по отметке - 745м. Пласта Четвертого. Границей шахтного поля по восстанию принят первый горизонт шахты "Капитальная" на отметках минус 255 и минус 237 м. Границей шахтного поля на севере по протиранию -нарушение "П" является общей границей с ш. "Северная"; на юге - нарушение "Н".

Шахтное поле в принятых границах составляет по протиранию 10,5-11км., по падению - 2,5 - 3 км.

Рельеф поверхности месторождения типично тундровый.

В геологическом строении шахтного поля принимают участие угленосные отложения пермского возраста, перекрытые четвертичными отложениями мощностью 10 - 20 м. До 100 м. и более.

Шахта "Воркутинская" и примыкающие к ней заложены на пластах технологических углей рудничной подсвиты. Угол падения пород изменяется от 15о до20о на востоке и от 3о до 5о на западе в при осевой части мульды.

Шахта "Воркутинская" отрабатывает Тройной, Четвертной пласты. По выходу летучих веществ угли относятся к жирным, марки Ж-19. Кровля пластов подвергается интенсивному излучению, связанному с особенностями горного давления.

Характеристики разрабатываемых пластов приведены в таблице №1.1

1.3. Опасность угольных пластов по взрывчатости угольной пыли, внезапным выбросом, горным ударам, склонность пластов к самовозгоранию, категоричность шахты.

Относительная метанообильность шахты составляет: блок №1 - 39 м3/м; блок №2-89 м3/м. Пласты Тройной, Пятый являются опасным

По горным ударам. Боковые парады содержат более 10% свободного чернозема, поэтому породные выработки относят к селикозоопасным. Шахта сверхкатегорийна по метану.

Водоприток в шахту в период паводков увеличивается до 700м3/час, нормальный - 500-600 м3/час.

1.4. Вскрытие и подготовка шахтного поля, системы разработки.

Шахтное поле вскрыто четырьмя вертикальными стволами, расположенными в блоке №1: скиповым угольным, скиповым породным, клетевым, вспомогательным вентиляционным и двумя вентиляционными стволами, находящимися в блоке №2.

От околоствольного двора, расположенного в блоке №1 для вскрытия пластов пройдены два квершлага длиной по 700 метров и сечением 16м2.

Система разработки принята длинными столбами по, протиранию по пласту тройному и по падению, так же по пласту Четвертому. Для борьбы с выбросами угля и газа сначала отрабатывается защитный Четвертый пласт без оставления усликов, затем пласт Тройной, а после него Пятый.

1.5. Краткие сведения о шахтных стационарных установках.

5.1 Вентиляционные установки.

В настоящее время схема проветривания шахты блочная, способ проветривания всасывающий. Для проветривания шахты используются две вентиляторные установки; в блоке №1 (на основной промплощади) с двумя вентиляторами типа ВЦ-5 и в блоке №2 у вентиляционного ствола, с двумя вентиляторами типа ВЦД - 3,3.

Вентиляторная установка на основной промплощади расположена у специально пройденного шурфа 70м, соединенного со скиповым угольным стволом подземным вентиляционным каналом.

Характеристики вентиляторов приведены в таблице №1.2.

5.2 Подъемные установки.

На шахте "Воркутинская" стволы оборудованы следующими подъемными установками:

Угольный скиповой подъем оборудован двумя многоканатными подъемными установками типа МК4х4 РП-34 со скипами грузоподъемностью 26 тонн с противовесами. Глубина ствола - 760м. Скорость подъема - 6,7 м/сек. В качестве привода используются два двигателя типа НКН-1551-16 мощностью каждый по 600 кВт 375 об/мин. К.П.Д. составляет 93,4

Породный скиповый подъем оборудован двух скиповой подъемной установкой типа 2х5х2,3. Привод - два электродвигателя типа АКН 2-18-36-24-94 по 500 кВт.

Грузоподъемность скипа по породе - 8,7 тонны.

Скорость подъема - 5,6 м/с

Вспомогательный подъем оборудован двумя двухэтажными плитами на трехтонные вагонетки. Максимальное число перевозимых в одной клети людей - 56 человек. Подъемная установка типа 2х5х2,3 сек. с электродвигателем АКН 16-41-16.

Аварийные подъемы по вентиляционным стволам двух клетьевые на однотонную вагонетку для стволов №1 и №2, на трехтонную вагонетку для ствола №3.

Ствол №1 оборудован подъемной машиной типа 2МБ 2500/1220 3А со скоростью подъема 4,71 м/сек., используемый электродвигатель типа ФАМСО-148-8. Ствол №2 оборудован подъемной машиной типа 2500/1220 4А со скоростью подъема 5,28 м/сек., подъемная машина 2Ц*4*2,3 на стволе

1.5.2Водоотливные установки.

Проектом предусмотрен ступенчатый водоотлив устройством водоотливных установок на горизонтах 510 и 255 м.

Главная водоотливная установка горизонта 510 м. В камере установлено десять насосов типа 8МС 7*5. Номинальная производительность насоса - 300 м3/час и напор 300 м. в. ст. при притоке воды на горизонт 510 м. порядка 700м3/час. Электродвигатели насосов типа Украина 12-24 мощностью 400 кВт. В настоящее время приток воды на горизонт 510 м. уменьшается.

Перекатная водоотливная установка горизонта 255 м. Глубина ствола от горизонта 255 м. до поверхности составляет 415 м. Из расчета на нормальный приток (1050 м3/час) установлено 11 насосов с номинальной производительностью 300м3/час типа 8 МС 7*8 с напором 480 м. в. ст. К этим насосам приняты двигатели типа "Украина 12-3/4" мощностью 630 кВт.

1.6. Электроснабжение шахты

Шахта "Воркутинская" получает электроэнергию от Воркутинской энергосистемы по трем линиям: от "городской подстанции" на ствол №4, от подстанции "южная" через ствол №3.

На шахте "Воркутинская" получает электроэнергию закрытого типа, распределяет энергию 6кВ по высоковольтным потребителям поверхности и далее через стволы шахты на центральные подземные подстанции горизонтов.

Распределение электроэнергии в подземных выработках осуществляется о ЦПП-1 горизонта 255м., получающей питание от поверхностной подстанции по двум кабельным вводам сечением 3*120мм2 и от ЦПП-2 горизонта минус 510 м., получающей питание по четырем кабельным вводам сечением 3*150 мм2 и 3*185мм2 ЦПП оборудованы высоковольтными ячейками РВД-6, КРУВ.

Участковое электрооборудование потребляет энергию от РПП-0,66 кВ. Осветительная аппаратура рассчитана на 127В,

1.7. Внутришахтный транспорт

Шахта "Воркутинская" имеет бесступенчатую технологическую транспортную схему: транспортировка угля из очистных забоев южного и северного крыльев до околоствольного двора осуществляется ленточными конвейерами. Магистральные выработки горизонта 510 м. оборудуются стационарными конвейерами, а также двух путевыми дорогами с шириной колеи 900мм и рельсами типа р-33.

Транспортировка грузов на северном крыле осуществляется тремя магистральными конвейерами 1ЛУ-100 и 2ЛУ-120 по СКК; на южном крыле конвейерами 1ЛУ-100, 2ЛЛ-100, 2ЛЛ-100, 1ЛУ-100 - далее через гезенг на конвейерную линию из четырех конвейеров 2ЛУ120 к стволу.

Откатка грузов на горизонте 510 м. производится аккумуляторными электровозами типа 14АРП и АМ8Д, зарядка батарей и ТО производится в электровозном депо в районе околоствольного двора.

Подвижной состав для горной массы формируется из вагонеток ВД-3,3 и секционных поездов ПС - 3,5. Для транспортировки вспомогательных грузов

и оборудования применяются вагонетки ВГ-3,3, ВЛ-900, различной конструкции спец вагона.

Горизонт 255м. оборудован рельсовой колеей шириной 900 мм. Используются электровозы 5АРВ; 7АРВ.

Характеристики электровозов приведены в таблице №1.3

Для доставки вспомогательных материалов оборудования по наклонным выработкам применяется одно-концевая откатка при помощи малых подъемных машин типа БМ-2000 и БМ-3000, так же лебедок типа ЛВД-34, БЛ-1600.

Перевозка людей на шахте осуществляется в людских вагончиках типа ВПГ-18 электровозами 14АРП и 13АРП. Перевозка по наклонным выработкам осуществляется ленточными конвеерами 1ЛУ-100 и 2АП-100, так же канатно-кресельной дорогой типа ККД.

1.8. Механизация очистных и подготовительных работ на шахте.

Механизация выемки угля в очистных забоях осуществляется комплексами оборудования с механизированными гидравлическими крепями; ОКП по пласту Тройному с комбайном КШ-3М; КМ-87ДНС с комбайном 1ГШ-68 по пласту четвертому; "Донбасс" с комбайном по пласту пятому.

Проходка горных выработок осуществляется при помощи БВР с применением погрузочных машин типа 1ПНБ-2, 2ПНБ-2 и "Унизенк", а также при комбайновом способе, проходческими комбайнами ГПК и 4ПП-2. С комбайнами и погрузочными машинами применяется ленточный перегружатель УПП-2М,

1.9. Технико-экологические показатели работы шахты за 1997 год;

1. Добыча угля 1611190 тонн

2. Среднесуточная добыча 4861 тонн

3. Цена за одну тонну угля 184184 руб.

4. Проходка горных выработок 5016 м.

2. Специальная часть

2.1 Общие сведения о конвейерном транспорте предприятия

2.1.1 Транспортная схема и ее тип.

Шахта "Воркутинская" имеет бесступенчатую технологическую транспортную схему, транспортировка угля из очистных забоев южного и северного крыльев шахты до околоствольного двора осуществляется ленточными конвейерами.

2.1.2 Магистральный транспорт.

Магистральные выработки горизонта - 510 м. оборудованы стационарными конвейерами, а так же двух путевыми рельсовыми дорогами.

Транспортировка угля на северном крыле осуществляется конвейерами, а также двух путевыми рельсовыми дорогами.

Транспортировка угля на северном крыле осуществляется конвейерами 1ЛУ100 длиной 460 м., 560 м., 460 м. и конвейером 2ЛУ120 длиной 730 м.

Транспортировка угля из южного крыла осуществляется конвейерами: 1ПУ100, 2ЛП100, 2ЛП100, 1ЛУ100 далее через гезенг на конвейерную линию из четырех конвейеров 2 ПУ120 к стволу.

2.1.3. Механизация транспортных операций на погрузочных пунктах.
Для более плавной и равномерной подачи угля на конвейер из бункеров, применяются питатели качающегося типа ПКП-8; ПКЛ-10; ПКЛ-12.

2.1.4 Организационная структура шахтного транспорта.
Подземный магистральный транспорт обслуживается двумя специализированными участками:

- участок конвейерного транспорта (УКТ), списочный состав рабочих 172 человека, ИТР-18 человек.

- участок внутришахтного транспорта (ВШТ), списочный состав рабочих 256 человек, ИТР-16 человек.

- служба подземных подъемов. Находится в подчинении отдела главного механика.

2.2 Характеристика очистных забоев

На северном крыле шахты "Воркутинская" работают комплексно-механизированные очистные забои, лава 413-ю и 513-ю. Они отрабатывают пласт тройной длинными столбами по простиранию. Забои оборудованы механизированными комплексами 2ОКП-70.

Схема размещения проектируемой конвейерной линии на КУ-13с показана на рисунке 2.1

2.1 Рисунок

3. Определение характеристик грузопотоков, поступающих из очистных забоев, выбор конвейеров по приёмной способности, их технические параметры.

3.1. Определение характеристик грузопотоков из очистных забоев.

Очистной забой 413-ю

1. Средний минутный грузопоток за время поступления угля из очистного забоя:

где:

Здесь Vmax.м=6,0 м/мин – маневренная максимальная скорость комбайна 1ГШ-68.

2. Максимальный минутный грузопоток, который может поступить из очистного забоя, определяется следующим образом:

a) при прямом ходе выемочной машины:

Где:

Umax=2.6м/мин – наибольшая скорость подачи для комбайна 1ГШ-68 в данных условиях.

где:

Vk=70.2 м/мин - скорость рабочего органа конвейера СУОКП-70

Величина Ψп=0,82 –Коэффициент при данных нагрузках.

б) при обратном ходе выемочной машины:

где

Так как a'max>a”max, то величину a’max=6.2m/мин сравниваем с максимальной минутной производительностью конвейера СУОКП-70. При скорости Vн=70,2ь/мин она составит Аз.к.=6,4 m/мин. Так как a’max<Аз.к., то за величину максимального минутного грузопотока, поступающего из очистного забоя 513-ю следует принять

3.2. Выбор типа конвейера

Уклон 13с(Lв=1500м β=12⁰)

Конвейер на КУ-13с загружается из двух аккумулирующих бункеров, в которые поступают равномерные грузопотоки из очистных забоев 413-ю 513-ю.

3.2.1. Установление ориентировочной скорости конвейера.

С этой целью для расчётного участка КУ-13с определяем приближённое значение максимального суммарного минутного грузопотока на наиболее загруженном участке от бункера №2 до №3.

3.2.2. Выбор конвейера по приёмной способности.

В соответствии со значениями определяем, что должен быть конвейер с приёмной способностью не менее 8,6m/мин.

По таблице 4 (приложение I) таким условиям будет удовлетворять конвейер имеющий следующие параметры: приёмную способность: Qк.н.р=13,3м³/мин, что при

ширину ленты B=100мм и скорость ленты Vк=2.0м/с.

3.2.3. Установление допустимой длинны конвейера .

Для определения приведённой эксплутационной погрузки на расчётном участке УК-13с в соответствии с принятой скоростью конвейера сначала устанавливаем раздельно эксплуатационные нагрузки, создаваемые грузопотоками, из аккумулирующего бункера №1 в начале расчётного участка и с примыкающего в промежуточной точке аккумулирующего бункера №2.

а) Для грузопотока, поступающего из бункера №1 (лава 513-ю).

Определяем эксплуатационную. Нагрузку, создаваемую грузопотоком Q’э. Так как нагрузка из бункера производится в одной точке, то для расчёта принимаем L’=Lк=1480м.

Расчёт значения Q’э производим по формуле:

где Kt=1.47 – расчётный коэффициент нагрузки при продолжительность загрузки низшего потока.

- минутный коэффициент неравномерности.

Величину нагрузки аккумулирующего бункера №1 принимаем равной .

б) Для грузопотока, поступающего из аккумулирующего бункера №2 (лава 413-ю)

Эксплуатационная нагрузка определяется про условии транспортирования

грузопотока из забоя 513-ю через аккумулирующий бункер №2 на длину L₂=1120м (от бункера №2 до бункера №3) по формуле:

где:

Величину аккумулирующего бункера №2 принимаем равной

в) По установленным значениям Qδ₁ и Qδ₂ определяем долевые значения эксплуатационной нагрузки на отрезках конвейера:

На