5.Стационарные установки

5.1.Подъемные установки.

Задачей данного раздела является определение эффективности работы подъемной установки, установление оптимальной массы поднимаемого груза, скипов, возможность поднимать большие грузы с большой глубины канатами постоянного сечения и небольшого диаметра, выбор и расчет мощности приводного двигателя [2].

Полная высота грузов для клетевых и скиповых установок представляет расстояние по вертикали между конечными положениями подъемных сосудов в шахтном стволе и на поверхности [20]:

Н=Н_ш+h_р = 1050+25 = 1075м.

где: Н_ш- глубина ствола, h_р- высота переподъема сосуда над поверхностью шахты для его разгрузки.

Расчет часовой производительности скиповой подъемной установки

Q_ч = к_р = 1,15 = 117т/ч.

где: Q_г- грузопоток одной скиповой установки в год, т; z_r- число рабочих дней подъемной установки в году, t_ч- нормативное число часов работы подъемной установки в сутки, к_р=1,15- коэффициент резерва в горнодобывающей промышленности.

Грузоподъемность скиповой установки

Q_гр= = = 11,7т.

Принимаем скиповую установку [2] грузоподъемностью 13тонн, вместимостью 15м³, масса скипа с прицепным устройством 10,8 тонн.

Характеристика динамического режима подъемной системы

p = = = 0,18

где: Н=515- высота подъема скиповой установки с загрузочного горизонта до места разгрузки, Т=360 секунд –время одного цикла ( подъем, разгрузка, опускание и загрузка скипа).

Расчет и выбор подъемных канатов.

Подъемные канаты являются наиболее ответственным элементом подъемных установок. Для обеспечения безопасной эксплуатации канатов разработана специальная система ухода и надзора за ними, которая состоит из периодических осмотров с соответствующими профилактическими мероприятиями и периодическими испытаниями [6].

Подъемные установки горных предприятий оснащаются преимущественно стальными проволочными канатами круглого поперечного сечения.

Расчетная линейная масса каната(р_р) является параметром, по которому производят его выбор [17].

Канаты вертикальных подъемных установок при высоте подъема больше 600 метров рассчитывают по формуле:

р_р = Q_o = 23800 =11,9кг/м.

где: m=8,5- запас прочности по концевой статической нагрузке, n_k=1-при одноканатном подъеме с подъемными машинами барабанного типа, р_о=9000÷10000 кг/м³- условная плотность каната, σ_в=(14÷19)10⁸Па- временное сопротивление разрыву проволок каната, q=9,81м/с²- ускорение свободного падения.

Масса концевого груза (Q_о):

Q_о=Q_гр+ Q_с = 13+10,8 = 23,8т.

где: Q_гр=13тонн грузоподъемность выбранного скипа, Q_с=10,8тонн- масса скипа с прицепным устройством.

Для выбора каната используем справочник [2], линейная масса исходя из расчета принимаем 12,13кг/м, диаметр каната 46мм, F_сп=2225кН- разрывное усилие всех проволок каната, F_к=1885кН- разрывное усилие каната в целом при величине временного сопротивления разрыву проволочной стали 1570МПа. Данный канат имеет простую одинарную свивку, наружный замковый слой набран из проволоки z-образного поперечного сечения, внутренняя часть каната содержит 2-3 слоя, набранных с чередованием проволок х-образного и круглого сечения. Остальные слои набраны проволоками круглого профиля с уменьшением их диаметра по мере приближения к центру поперечного сечения каната.

Расчет и выбор подъемной машины.

Эксплуатационный расчет подъемной машины с цилиндрическим барабаном производится по трем параметрам – диаметру барабана, максимальному натяжению каната и максимальной разности натяжений груженой и порожней ветвей (приложение 5).

Расчет диаметра барабана

D_но = k_D d_k = 4979=3634мм.

где: D_но и d_k=46мм-диаметр навивочного органа и каната, k_D=79-коэффициент соотношения между указанными диаметрами для скиповых установок при расположении машины на поверхности.

Максимальная разность статических натяжений ветвей канатов по условию F_max= S_max

Максимальное натяжение головного каната

S_max = q(Q_o+n_kpL_o)sinα_п = 9.81(23,8+112,131075)1=3613кН.

где: n_k=1для барабанных подъемных машин, sinα_п=1 для вертикальных подъемных установок и L_o=Н_о=1075м.

Выбор подъемного двигателя

N_p = 10^-3p = 10^-30,18 = 685кВт.

где: p=0.18- характеристика динамического режима подъемной системы

Выбираем электродвигатель [2] АКН2-15-57-8 мощностью 800кВт, синхронная частота вращения 750мин^-1.