1.4.2.4 Скреперная установка
Для проведения штрека на породе необходимо выбрать механизацию погрузки взорванной породы в вагонетки. Для установки цикличного характера движения необходимо описание организации процесса.
Необходимо углубить уклон с углом наклона 160, проводимого по породе, крепостью по шкале М. М. Протодьяконова (старшего) 9-10 с помощью буро-взрывных работ.
Плотность породы в массиве составляет 3,52 т/м3, коэффициент разрыхления Кр=1,6. Проводить погрузку породы с помощью погрузочной машины с таким углом наклона нецелесообразно из-за малой производительности ее. Для использования скреперной установки используется деревянный помост, по которому поднимается скрепер и высыпает породу через отверстие в помосте в вагонетку под помостом.
Бурение
производится на глубину 2,2 м, коэффициент
использования шпура К
киш=0,91,
ширина уклона 3,2 м, высота 2,65 м, крепление
анкерами в кровлю. На бурение забоя и
крепление кровли затрачивают 75 минут,
на заряжание и взрывание 15 минут, во
время заряжания укрываются светильники,
канаты, вентиляционные трубы, и скреперная
лебедка. На проветривание используется
20 минут. При шестичасовой смене
производятся два цикла взрывания,
поэтому на уборку породы и настройку
скреперной установки остается 
минут
Определяем объем взорванной породы за один цикл взрывания:
К
(1.31)
где В- ширина выработки, В=3,2м; Н- высота выработки, Н=2,65м;
L
-глубина
шпура, К
-
коэффициент разрыхления, К
-
коэффициент использования шпура.
V = 3,2 2,65 2,2 0,91 1,6 = 27,2 м .
Определяем количество вагонеток, необходимых для уборки породы
n
=
=
= 10,88
11 вагонеток.
где 2,5 – объем вагонетки;
В результате уборки породы понадобится 9 замен вагонетки, что потребует времени на замену:
(1.32)
где
n3
– количество замен, n3=9;
время на замену одной вагонетки,t
=
40 c
=
мин.
t =9 =6 мин.
Определяем число циклов скрепера за час работы скреперной установки
n
=
(1.33)
где
-
средняя длина транспортирования, 
-
скорость движения груженого скрепера,
=1,4
м/с;
-
скорость движения порожнего скрепера,
=1,8
м/с;
-время
на загрузку и разгрузку одного скрепера,
=20
с.
n
=
=62
шт.
Выбираем скрепер по емкости и типажу.
Ширина скрепера
B
=100
0,4
B
=
100
0,4
3,2=128
см .
Принимаем соотношение параметров
скрепера
V = H B L = 1 2 2 (1.34)
где
-
высота скрепера, м;
-
длина скрепера, м.
Принимаем тип скрепера СГ-1,1 с объемом 1,1 м3 и весом 520 кг.
Техническая производительность скреперной установки составит:
=0,65·1,30·1,30=1,1
м3.
(1.35)
где
- плотность породы в массиве,
=3,52
т/м3;
-
коэффициент загрузки скрепера.
;
(1.36)
.
Отняв у 70 минут 6 минут на замену вагонеток и 24 минуты на скрепирование получим 70-6-24=40 минут на каждый цикл взрывания, которые можем использовать на настройку скреперной установки после проветривания забоя и на ликвидацию зависания кусков породы до 20 мин, на дробление негабаритов и прочие задержки в работе до 20 мин.
Выбираем канаты для перемещения скрепера в грузовом направлении диаметром dкг=18,0 мм и в холостом направлении dкх=9,1 мм. Оба каната по типу двойной крестовой свивки (проволока в прядях свиты в одном направлении, пряди в канате свиты в обратном направлении).
Масса 1 м каната грузового составляет 1,22 кг и холостого 0,3 кг. Разрывное усилие грузового каната составляет 145000 Н.
Определим усилие в грузовом канате:
W
=
[G
(
Cоs
Sin
)+
1000
V
К
(
Соs
Sin
)+
+(L
q
+L
q
)
]g+W
(1.37)
где
-
масса скрепера,
=520
кг;
-
коэффициент трения скрепера о почву
, 
-
общий угол уклона и деревянного помоста
,
=
260;
-
коэффициент трения породы о почву ,
=0,75;
-
коэффициент трения каната на блоках,
-
максимальная длина каната ,
=40
м;
-
масса 1 м грузового каната, 
– масса 1 м холостого каната,
= 0,3 кг/м;
V - объем скрепера, V =1,1м ;
–
усилие натяжения холостого каната,
=
3000 Н.
W
=
[520(0,5
0,92
+0,4) +1000
1,1
0,75(0,75
0,92
+0,4) +
+(40 1,22 + 40 0,3) 0,2] 9,81 + 3000 = 25050 H.
Проверяем канат на разрывное усилие:
S
=
145000 Н
W
m
= 25050
4
= 100200 H.
Определяем тип скреперной лебедки через мощность двигателя
N
=
(1.38)
где
- коэффициент полезного действия
скреперной лебедки, 
.
N
=
=
52,6 кВт .
Ввиду того, что расчет производится на максимально возможную нагрузку, то можем принять для эксплуатации в данных условиях скреперную лебедку 50ЛС-2СМ с мощностью двигателя 50 кВт.
Определяем удельный расход электроэнергии на 1 т.км перемещаемого груза
=
(1.39)
где Р – мощность двигателя лебедки, Р=50 кВт;
– время скреперования в часах, 
;
время
замены вагонеток,
=6 мин=0,1 ч;
среднее расстояние скреперования, L=30
м=0,03 км .
=
= 18,5 кВт.ч/т.км .
И в денежном выражении
= 2,69 18,5= 49,77 р/т.км
Заключение:
Скреперная установка с лебедкой 50ЛС-2 СМ соответствует условиям эксплуатации, удельный расход электроэнергии составил 18,5 кВт.ч/т.км, в денежном выражении 49,77 р/т.км .