2. Расчет электровозной откатки.

Для транспортирования основного грузопотока от бункера к околоствольному двору и вспомогательного от околоствольного двора к приемно-отправительной площадке применяется электровозная откатка. Откатка производится аккумуляторными электровозами АМ8Д.

Для определения необходимого количества электровозов выполним тяговый расчет локомотивной откатки.

Основные параметры электровоза АМ8Д.

- Сцепной вес 80 кН;

- Ширина колеи 900 мм;

- Ток:

часовой 125 А;

длительный 50 А;

- Сила тяги:

часовая 11500 Н;

длительная 3300 Н;

- Скорость:

Часовая 7,2 км/ч;

Длительная 12,0 км/ч;

- Тип двигателя ДПТР -12

- Тип батареи 112ТНЖШ-500

- энергоемкость батареи 65 кВт·ч

- Длина 4580 мм;

- Суммарная часовая мощность двигателей - 2×12 (кВт).

Исходные данные для расчета:

-Длина откатки 1450 м,

-Сменный грузопоток 2367,2 т/см

-Уклон рельсового пути, ‰

Минимальный 3‰ средний 4‰

Максимальный 5‰

Выбор средств транспорта.

Для реконструируемых шахт для перевозки основного грузопотока рекомендуется использовать вагонетки с донной разгрузкой типа ВДК. К дальнейшему расчету примем вагонетки ВДК-2,5-900 со следующими техническими характеристиками:

- длина по буферам 2,9 м

- вместимость кузова – 2,5 м³;

- масса вагонетки – 1,36 т.

1. Определение величины состава поезда.

По условию сцепления колес электровоза с рельсами.

Максимально допустимый вес поезда при трогании гру­жёного состава под минимальный уклон по условию сцепле­ния колес с рельсами

Q_гр≥ , кН;

Q_гр≥

где

P- сцепной вес электровоза, Р = 80 кН;

- пусковое сопротивление движению вагонетки (при трогании с места) - принимается в 1,3...1,5 раза больше ходового сопротивления;

ω_гр - удельное сопротивление груженых вагонеток, ω_гр= 8 Н/кН для вагонеток ВДК - 2,5;

=1,4·8=11,2 Н/кН;

а - пусковое ускорение, принимаем а = 0,03 м/с²;

- коэффициент сцепления, =0,2 – с подсыпкой песка на влажные рельсы(см. приложение 4, источник [1]).

Максимально допустимый вес поезда при трогании по­рожнего состава на максимальный подъем:

Q_пор≤

Q_пор≤

где

- пусковое сопротивление движению вагонетки ( при трогании с места) - принимается в 1,3…1,5 раза больше ходового сопротивления;

ω_пор - удельное сопротивление груженых вагонеток, ω_пор=10 H/кН для вагонеток ВДК -2,5;

=1,4·10=14Н/кН;

По условию торможения электровоза, движущегося под максимальный уклон

Q_пор≤

где

а_т – замедление, м/с²

а_т= =0,14 м/с²,

v_т - скорость начала торможения, v_т = 3,33 м/с;

l_т - тормозной путь, согласно ПБ l_т = 40 м;

- коэффициент сцепления, = 0,17 - с подсыпкой песка на влажные рельсы(см. приложение 4, источник [1]);

Q_пор≤

По мощности тяговых двигателей

Q_пор≤

Q_пор= =307 кН;

где

F_дл- тяговое усилие в длительном режиме, определяется по технической характеристике локомотива; для АМ8Д F_дл = 3,25кН;

- в большинстве случаев можно считать, что =1.

Из определенных Q_гр и Q_пор выбираем минимальное. В дан­ном случае минимальным будет вес порожнего состава опреде­ленный по условию нагрева тяговых двигателей Q_пор=307 кН.

Определяем число вагонеток в составе

n_пор=

где G_o- вес порожней вагонетки, для ВДК — 2,5 принимаем по её технической характеристике G_o = 13,6кН.

Уточняем вес груженого и порожнего состава по принято­му числу вагонеток.

• Вес груженого состава(считаем, что коэффициент за­полнения вагонетки равен 1)

Q_гр=n·(G+G_o)=n·(γ·V·g+G_o)=22(0,85·2,5·9,81+13,6)=758 кН;

- Вес порожнего состава

Q_пор=n·G_o=22·13,6=299 кН,

2. Проверка тяговых двигателей на нагрев.

Поскольку длина откатки превышает 1000м для опреде­ления эквивалентного тока используем метод установившихся скоростей.

Определяем силу тяги в установившемся режиме, прихо­дящуюся на один двигатель

F_гр=

F_пор=

где n_дв - число двигателей электровоза, n_дв=2.

Определяем токи и скорости в установившемся режиме работы двигателя ДПТР-12(см- Приложение 5, источник [1]) по его электромеханическим характеристикам.

I_гр и I_пор – ток, потребляемый электровозом при установившемся движении соответственно с грузом и порожняк

I_гр =50 А; I_пор=70А;

v_гр и v_пор - установившуюся скорость движения составов грузовом и порожнем направлении.

v_гр= 14,4 км/ч; v_пор=9,5 км/ч.

Определяем допустимую скорость движения груженого состава под уклон по фактору торможения.

v_{доп. гр.} ≤ км/ч.

Согласно полученному результату скорость поезда в гру­зовом направлении не должна превышать 12,1 км/ч.

Определяем эквивалентный (среднеквадратичный) ток

I_эк= 43 А,

где Т_гр и Т_пор - время движения груженого и порожнего составов:

Т_гр=

Т_пор=

Т_дв – длительность рейса:

Т_дв= Т_гр+ Т_пор=10+13=23 мин;

θ- продолжительность маневровых работ:

θ=θ₁+θ₂+θ₃=10+10+5=25 мин,

θ₁ - продолжительность маневров электровоза в около­ствольном дворе, θ₁=10 мин;

θ₂ - продолжительность маневров электровоза в пункте погрузки, θ₂=10 мин;

θ₃ - продолжительность дополнительных остановок в местах пересечения транспортных магистралей, θ₃=5 мин;

α- коэффициент, учитывающий ухудшение охлаждения двигателя во время остановок, а также работу двига­теля во время маневров, α= 1,05.

Поскольку условие I_эк ≤I_дл выполняется(I_дл = 50 А), дви­гатель локомотива будет работать без перегрева.

3. Инвентарное число электровозов

N_и=N_p+N_рез=10+2=12 электровозов,

где

N_p – число рабочих электровозов;

N_рез - число резервных электровозов;

N_p= электровозов;

τ- - число возможных рейсов одного электровоза,

рейсов,

Т_о - чистое время работы электровозной откатки в смену, принимаемое на 0,5 часов меньше продолжительно­сти смены;

τ_п - полное число рейсов в смену,

τ_п=τ_пг+τ_л=67+2=69 рейсов;

τ_пг - необходимое число рейсов для вывода груза,

τ_пг= =67 рейсов,

-коэффициент неравномерности выдачи груза, =1,3;

- сменный суммарный грузопоток;

R_з - коэффициент заполнения вагонетки, R_з=1;

τ_л - необходимое число рейсов для перевозки людей, τ_л =2 для каждого крыла шахты;

n - количество вагонеток в составе.

Число резервных электровозов принимают:

N_рез= 1 при N_p=3…6.

4. Сменная производительность одного локомотива по вы­возке груза:

Q_эл=τ·n·G=7·22·2,1=323 т/см.

5.Расчёт параметров электроснабжения.

Энергоёмкость батареи, потребная для работы электрово­за в течении смены

A_s=

где

U_p - среднее разрядное напряжение батареи, U_p =129 В.

Требуемое число рабочих батарей на один электровоз в смену:

m_р.б.=

где

А' - энергоёмкость батареи, А' = 65кВт·ч.

Общее число батарей на один электровоз:

m_o=m_р.б.+m_з=1+1=2 батареи,

где

m_з - число батарей под зарядкой, m_з=1.

Общее число батарей

m=m_o·N_и+m_p=2·12+1=25 батарей,

где

m_р- резервное число батарей (1 батарея на 10 работающих).

Инвентарное число зарядных столов

m_з.с.и.= N_и+n_рем=12+4=16 столов,

где

n_рем –дополнительное число зарядных столов для обмена и ремонта батарей (при N_р> 10 n_рем=4).

Удельный расход энергии

а=5·α[ω_гр+λ(ω_пор+ω_гр)-i_ср]=5·1,05[8+0,64(10+8)-4]=81,48 Вт·ч/т·км.

Абсолютный расход энергии

А=а·Q_см·L=81,48·2367,2·2=385759 Вт·ч.