МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

Донецький НАЦІОНАЛЬний технічний університет

Красноармійський індустріальний інститут

Кафедра РКК

ПРОЕКТ ТРАНСПОРТНОЇ СИСТЕМИ ШАХТИ ДОБРОПІЛЬСЬКА

ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА

До курсового проекту з дисципліни

“ Шахтний транспорт”

Д 0301 43 43.1 КР

Керівник______________________________________________ М.О.Рязанцев

Ст. в.кафедри (підпис) (дата)

Розробив ____________________________________________О.І.Калажонок

Ст.гр.ОПГ-08А (підпис) (дата)

Красноармійськ 2011

ВСТУП

Промисловий транспорт є однією з найважливіших ланок у виробничому процесі підприємств і в роботі загальної транспортної мережі. Особливості промислового транспорту енергоємних підприємств визначаються його призначенням, положенням і завданнями, що стоять перед ним. Транспорт енергоємних підприємств повинен забезпечувати вимоги безперебійного обслуговування виробничого процесу.

Залежно від характеру виробничого процесу, потужності вантажопотоків, умов перевезень і місцевих умов обирають вид транспорту і здійснюють його проектування. Непродуманість транспортних систем призводить до того, що для більшості підприємств застосовуються принципово невірні рішення промислового транспорту. Ці рішення ще більше ускладнюються умовами хаотичного розташування цехів на майданчику промислового підприємства.

Безсистемність і випадковість розташування виробничих цехів призводять до неминучості безсистемних і випадкових схем внутрішньозаводського транспорту.

Питома вага транспортних операцій у технології виробництва досить значна. На кожну виробничу операцію доводиться робити ряд транспортних операцій. Чим досконаліше організація технологічних операцій, тобто чим менше їхня тривалість і трудомісткість, тим більше значення здобуває транспорт і тим краще і швидше повинні відбуватися транспортні і тісно з ними зв'язані вантажні операції. Фахівець промислового транспорту повинен добре знати вимоги технології до транспорту, уміти вибрати, спроектувати і побудувати такий вид транспорту, що найбільш відповідає вимогам сучасної технології даного виробництва.

ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ ПРО ШАХТУ

Шахта «Добтопольская» розробляє три пласти – l₂ і m_4-0, m_5-18 з яких найбільш продуктивними є пласти m_4-0, m_5-18, на яких добувається вугілля марки ГЖК, чорний, напівблискучий. Міцність вугілля f = 1,05..1,5. Потужність пласта m=1,6 м, щільність вугілля у цілині γ_ц = 1,4 т/м 3 , насипна щільність γ = 0,85 т/м³ , кут падіння пласту 10°, довжина розроблювальних очисних вибоїв 250 м. Безпосередня покрівля пласту являє собою піщано-глинистий сланець середньої міцності, потужність m=0,3-11м;. Основна покрівля являє собою піщаник, потужність m= 1,-3м; міцність f = 4…7. Підошва – сланець піщаний,середньої міцності,схильний до піддування, потужність m = 0,4-11м, міцність f = 3…5. Шахта другої категорії з газу, не схильна до раптових викидів, небезпечна з вибухів пилу, водорясність 44 м³/год. У проекті розробляється схема транспорту для горизонту -450м від двох прохідницьких і двох підготовчих вибоїв для пластів m_5-18 і m_4-0 до приствольного двору. Відповідно до умов залягання в очисних вибоях приймається для роботи комплекс МДМ. До його складу входять: комбайн РКУ-10, механізоване кріплення ДМ, скребко- вий конвеєр СП202, маслостанція СНТ-32. Схема роботи комбайна – човникова, змінна продуктивність А зм = 893 т/зміна. У прохідницьких вибоях застосовуються комбайни ГПКС, якими проводяться два вентиляційні штреки. Перетин виробки 18 м ² , середня щільність гірничої маси в цілині γ=1,8 т/м³ , крок установки рам кріплення l = 0,8 м, посування вибою за зміну 6 м. Робота на шахті виконується в 4 зміни, І − ремонтна, ІІ, ІІІ, ІV − добувні, тривалість зміни 6 годин.

Для розкриття пластів шахти використовують існуючу схему розкриття вертикальними стовбурами і капітальним квершлагом. До її переваг відноситься те, що протягом усього терміну служби в роботі перебуває два горизонти, відсутні капітальні роботи з поглиблення стовбурів, зручні вузли сполучення між стовбурами і пристовбурним двором. Пласти m_4-0, m_5-18 розкриті головним і допоміжним стоволами, квершлагами горизонтів 200м і 300м. Для підготовки пласта приймаємо погоризонтний спосіб підготовки та стовпову систему розробки довгими стовпами за простяганням з відпрацьовуванням лав зворотним ходом. Ця система зберігає транспортні виробки в нормальному стані, виключає взаємні перешкоди в роботі очисних і підготовчих вибоїв, дозволяє провести детальну розвідку пласта, виключає витоку повітря через вироблений простір.

ВАНТАЖОПОТОКИ З ОЧИСНИХ ВИБОЇВ

Для обґрунтованого вибору конвеєрного транспорту необхідно визначити наступні якісні характеристики вантажопотоків:

а _(n) – середній хвилинний вантажопотік за час надходження вугілля від очисного вибою на конвеєр, т/хв;

a _(max)n – максимальний хвилинний вантажопотік, що надходить від очисного вибою на конвеєр у період досягнення добувною машиною максимально припустимої в очисному вибої швидкості подачі.

Вихідні дані для 5-ї та7-їпівнічних лав:

тип виїмкової машини – РКУ-10;

тип забійного конвеєра − СП251;

L_ов = 250м – довжина очисного вибою;

m = 1,6 м − потужність пласта, м;

А_зм = 893 т/зміна − змінний обсяг видобутку;

Т_зм = 6ч – тривалість добувної зміни;

n_зм = 3 – число добувних змін у добу;

b = 0,63 - ширина захвату видобувної машини;

N = 2,5 − кількість циклів у зміну, цикл/зміна;

γ_ц = 1,4 т/м 3 – щільність вугілля в цілині.

Середній хвилинний вантажопотік а _(n)=А_зм/(60*Т_зм*k_n),

де k_n - коефіцієнт часу надходження від одного очисного вибою на транспортну систему;

k_n=t_в/(60*Т_зм), де t_в – час виїмки вугілля комбайном РКУ-10, t _в = 330 хв.

k_n=330/(60*6)=0,92, а ₍₁₎= а ₍₂₎=893/(60*6*0,9)=2,7 т/хв.

Максимальний хвилинний вантажопотік:

a′ max = m·b·v maxδ₁· ψ_n · γ_ц т/хв – прямий хід;

a′′ max = m·b·v′ maxδ₂· (1 - ψ_n)· γ_ц т/хв – зворотній хід,

де v max = v′ max – максимальна швидкість подачі комбайна при прямому і зворотному ході, м/хв; ψ_n – коефіцієнт навантаження (ψ_n =1 при прямому ході); δ₁ і δ₂ – розрахункові коефіцієнти :

δ₁=v_k/( v_k + v_max), δ₂=v_k/( v_k - v_max),

де v_к – швидкість руху ланцюга скребкового конвеєра;

δ₁=60*0,997/(60*0,997+3)=0,95, δ₂=60*0,997/(60*0,997-3)=1,03.

Тому що умови для двох лав однакові, то

a′ max =1,6*0,63*3*1,4*0,95*1=4 т/хв ;

a′′ max=1,6*0,63*3*1,4*1,03*1=5,5 т/хв.

Як максимальний хвилинний вантажопотік приймаємо a`` max = 5,5т/хв. У такий спосіб для 5-ї та 7-ї північних лав середні і максимальні хвилинні вантажопотоки: а ₍₁₎= а ₍₂₎= 2,7 т/хв, a _(max)1= a _(max)2=5,5т/хв.

ВАНТАЖОПОТОКИ З ПІДГОТОВЧИХ ВИБОЇВ

Середнє значення вантажопотоку за машинний час із підготовчого вибою при комбайновій проходці визначається за формулою:

u_n=(S*L_n* γ_ц)/(60*t_p) т/хв,

де S – перетин виробки вчернє, S = 18 м² ;

L_п – середньозмінний темп проходки, L_п = 6,4 м;

t_р – час роботи комбайна, t_р = 4 години;

u₁= u₂=(18*6,4*2)/(60*4)=0,9 т/хв.

При надходженні на конвеєр вантажопотоку від двох підготовчих вибоїв значення сумарного вантажопотоку визначається за формулою:

u_n∑=z*∑ u_n=0,95*(0,9+0,9)=1,71 т/хв.

РОЗРАХУНОК ДОПОМІЖНИХ ВАНТАЖОПОТОКІВ

Орієнтовно допоміжний вантажопотік для очисного вибою можна приймати за 20 %, а для підготовчого – за 8 % від основного. Це ствердження справедливо для шахт, що розробляють пласти потужністю до 1 м.

За реальними даними шахти: u^ов_доп = 178,6 т/зміна; u^пв_доп = 18,4т/зміна.

Загальний допоміжний вантажопотік: Q доп = 178,6*2+18,4*2=394 т/зміна.

Таблиця

Вантажопотоки по транспортним виробкам

Назва виробки	а (n), (un ),т/хв	a (max)∑, т/хв	Азм, т/зміна	Uдоп, т/зміна	Uпас, чол/зміна
5-та півн.лава	2,7	5,5	893	178,6	48
7-ма півн.лава	2,7	5,5	893	178,6	48
УПР-1	0,9	0,9	230	18,4	10
УПР-2	0,9	0,9	230	18,4	10
ухилу пласта m4-0гор.450м	2,7	5,5	893	178,6	48
для ухилу пласта m5-18 гор.450м	4,5	7,2	1353	215,4	68
конвеєрного штреку з пласта m5-18 гор.450м	7,2	12,7	2246	394	116
конвеєрного квершлагу з пласта m5-18 гор.450м	7,2	12,7	2246	394	116
центрального ухилу пл.l2-1 гор.300м	7,2	15	2246	394	116

ВИБІР КОНВЕЄРА ЗА ПРИЙМАЛЬНОЮ ЗДАТНІСТЮ

Вихідні дані для визначення максимального хвилинного вантажопотоку, що надходить на конвеєр q_1(max):

а_(n), a_(max)n – характеристики хвилинного і максимального вантажопотоку, що надходить із будь-якого очисного вибою на конвеєр, т/хв;

u_n – хвилинний вантажопотік з підготовчого вибою, т/хв.

При завантаженні конвеєра з одного очисного вибою, одного підготовчого вибою або попереднього конвеєра:

q _(max)=a_(max)n , або q _(max)= u_n .

При завантаженні конвеєра з декількох очисних вибоїв і підготовчого вибою: q _(max)=a_(max)∑+ u_n∑ .

Обов'язковою вимогою правильного вибору конвеєра є дотримання умови Q _к.пр. ≥ q_(max) / γ.

За значенням Q _к.пр. приймають параметри конвеєра: ширину і швидкість стрічки.

значення максимального вантажопотоку і приймальної здатності становлять:

- для конвеєрних штреків лав (5-ї та 7-ї північних лав):

q _(max)=a_(max)1=4т/хв, Q _к.пр. ≥ q_(max) / γ=5,5/0,85=6,5м³/хв;

• для прохідницьких вибоїв(УПР-1 та УПР-2):

q _(max)= u_n=0,9т/хв, Q _к.пр. ≥ q_(max) / γ=0,9/0,85=1,06м³/хв;

• для ухилу пл.m4-0 гор.450м:

q _(max)=a_(max)1=4т/хв, Q _к.пр. ≥ q_(max) / γ=5,5/0,85=6,5м³/хв;

• для ухилу пл.m5-18 гор.450м:

q _(max)=a_(max)2 +( u₁+ u₂)*0,95=5,5+(0,9+0,9)*0,95=7,2т/хв,

Q _к.пр. ≥ q_(max) / γ=7,2/0,85=8,5м³/хв;

• для конвеєрних квершлагів:

q _(max)=a_(max)2 +( u₁+ u₂)*0,95+ a_(max)1=5,5+(0,9+0,9)*0,95+5,5=12,7т/хв,

Q _к.пр. ≥ q_(max) / γ=12,7/0,85=14,9м³/хв;

• для центрального ухилу пл.l2-1 гор.300м:

q _(max)=Q_б = 15 т/хв,

Q _к.пр. ≥ q_(max) / γ=15/0,85=17,6м³/хв.

На підставі Q _к.пр і кута нахилу виробки обираємо швидкість v і ширину B конвеєрної стрічки (див. табл. ).

Таблиця

Виробка	q(max),т/мин	Qк.пр.	v,м/с	B,мм
5-а північна лава	5,5	6,5	2	800
7-а північна лава	5,5	6,5	2	800
УПР-1	0,9	1,06	1,6	800
УПР-2	0,9	1,06	1,6	800
Ухил пл.m4-0гор.450м	5,5	6,5	2	800
Ухил пл.m5-18гор.450м	7,2	6,72	2	800
Конв.штрек	12,7	14,9	2	1000
Конв.кв.	12,7	14,9	2	1000
Центр.ухил пл.l2-1	15	17,6	2,5	1000

ВИБІР КОНВЕЄРІВ ЗА ПРИПУСТИМОЮ ТЕХНІЧНОЮ ПРОДУКТИВНІСТЮ І ДОВЖИНОЮ

Вибір конвеєрів для 5-ї та 7-ї північних лав

Довжина штрека 1000м, кут нахилу 0⁰ вугілля надходить з одного очисного вибою за наступною схемою:

Рисунок Схема поступання вантажопотоків на конвеєр

Розрахункова експлуатаційна продуктивність визначається за формулою:

Q_э1=60*a₍₁₎*K_t(l); де K_t(l) – коефіцієнт, який залежить від часу завантаження t_n, і коефіцієнта нерівномірності K₁;

K₁= a_(max)1/a₁=4/2,7=2; t_k=L/(60*v)=1000/(60*1,6)=10,4хв.

За таблицею (Додаток 1 таблиця 1П.3) обираємо K_t(l) =1,52.

Q_э1=60*2,7*1,52=246т/год.

Вихідні дані для вибору конвеєра:

приймальна здатність Q_к.пр. =6,5 м³/хв;

ширина стрічки В=800мм;

швидкість стрічки v=2м/с;

довжина виробки L=1000м;

розрахункова експлуатаційна продуктивність Q_э1=246т/год.

На основі цих даних обираємо конвеєр 2ЛТ80 довжиною 1000м. Лава відпрацьовується зворотнім ходом і потребується швидке й нетрудомістке скорочення става,чого можливо досягти за допомогою шкребкового конвеєра Установлена потужність привода конвеєра N_y=110кВт, приймальна здатність Q_к.пр. =6,5 м³/хв.

Рисунок Залежність довжини транспортування від експлуатаційної продуктивності та кута нахилу виробки для конвеєра 2ЛТ80

Вибір конвеєрів для прохідницьких дільниць упр-1 і упр-2

Довжина штрека 950м, кут нахилу 0⁰ гірнича маса надходить з двох окремих підготовчих вибоїв кожна на свій конвеєр за наступною схемою:

Рисунок Схема поступання вантажопотоків на конвеєр

Розрахункова експлуатаційна продуктивність визначається за формулою: Q_э2=60*u₁=60*0,9=54 т/год, де середнє значення вантажопотоку за машинну годину з підготовчого вибою при комбайновому проходженні, u₁=0,9т/хв

Вихідні дані для вибору конвеєра:

приймальна здатність Q_к.пр. =1,05 м³/хв;

ширина стрічки В=800мм;

швидкість стрічки v=1,6м/с;

довжина виробки L=950м;

розрахункова експлуатаційна продуктивність Q_э2=54т/год.

На основі цих даних обираємо 2 конвеєра 1ЛТП80 довжинами 700м та 400м,так, як одного конвеєра недостатньо за довжиною, і тому, що прохідницькі роботи ще не завершені. Установлена потужність привода конвеєра N_y=40кВт, приймальна здатність Q_к.пр. =6,5 м³/хв, швидкість руху стрічки v=2м/с. Залежність довжини транспортування від експлуатаційної продуктивності та кута нахилу виробки для конвеєра ЛТП80 зображено на рисунку .

Рисунок Залежність довжини транспортування від експлуатаційної продуктивності та кута нахилу виробки для конвеєра 1ЛТП80

Вибір конвеєра для ухилу пласта m4-0гор.450м

Довжина виробки L=1270 м, кут нахилу β = 10°. Вугілля на ухил надходить з очисного вибою. Схема надходження вантажопотоку дана на рис. 12.6.

Рисунок Схема поступання вантажопотоків на конвеєр

Розрахункова експлуатаційна продуктивність визначається за формулою:

Q_э3=60*a₍₁₎*K_t(l), тобто дорівнює експлуатаційній продуктивності конвеєра, що транспортує вугілля з 5-ї північної лави Q_э3=246т/год.

Вихідні дані для вибору конвеєра:

приймальна здатність:

Q_к.пр. =6,5 м³/хв;

ширина стрічки В=800мм;

швидкість стрічки v=1,6м/с;

довжина виробки L=1270м;

розрахункова експлуатаційна

продуктивність Q_э3=246т/год.

Рисунок Залежність довжини транспортування від експлуатаційної продуктивності та кута нахилу виробки для конвеєра 2Л8У-02

На основі цих даних обираємо два конвеєра 2Л80У-02 довжинами по 650м.