Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Механическое оборудование предприятий по производству вяжущих строи

..pdf
Скачиваний:
50
Добавлен:
15.11.2022
Размер:
18.2 Mб
Скачать

Г л а в а 7

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ТРАНСПОРТНЫХ РАБОТ

§ 31. Общие сведения

Одним из основных процессов горного цеха является пере­ мещение горных пород. От забоев до пунктов разгрузки (для вскрыш­ ных пород — в отвалы, для сырьевых пород — в приемные бункеры оборудования первичного дробления, на склады сырья в карьере или на территории завода) горные породы перемещают карьерным транспортом.

В зависимости от назначения карьерный транспорт делят на внутрикарьерный, т. е. обеспечивающий перемещение пород в пре­ делах карьера и отвала, и технологический, обеспечивающий до­ ставку сырья на территорию завода. Карьерный транспорт работает в специфических условиях, характеризуемых большой крутизной подъема породы, перемещением пунктов ее погрузки, стесненностью условий движения в карьере, динамическими нагрузками на кузова вагонов, автомобилей-самосвалов и др. при погрузочных работах. Данные особенности с учетом физико-механических свойств, объемов и дальности транспортирования породы определяют выбор соответ­ ствующего транспортного оборудования.

Карьерный транспорт, используемый для перемещения горных пород, бывает трех видов:

прерывный — железнодорожный и автомобильный; непрерывный — конвейерный и гидравлический, а также подвес­

ные канатные дороги; комбинированный — например, автомобильный и железнодорож­

ный, автомобильный и конвейерный или гидравлический.

на

На цементных заводах объемы перевозок (в %), приходящиеся

различные виды карьерного транспорта, распределяются так:

на

железнодорожный — 53, автомобильный — 42,5, воздушно-ка­

натный — 2,3, гидравлический — 1,7 и конвейерный — 0,5.

В последние годы в связи с передачей горным цехам функций по первичной переработке сырьевых пород и внедрением поточной и циклично-поточной технологии приготовления сырья стали ши­ роко внедрять непрерывный вид транспорта — конвейерный и ги­ дравлический.

§ 32. Железнодорожный транспорт

Распространенным видом карьерного транспорта в це­ ментной промышленности остается железнодорожный транспорт Наиболее эффективен он в неглубоких карьерах с объемом перевозок сырья свыше 2 млн. т/год при дальности транспортирования от карьера более 3 км. Он отличается высокой производительностью, надежностью работы при любых условиях, небольшим сопротивле­ нием движению и малым расходом энергии, прочностью и большим сроком службы подвижного состава. Основные недостатки железно82

Показатель

Грузоподъем­

 

ность, т

м3

Объем

кузова,

Масса,

т

по

Длина

вагона

автосцепкам,

м

Длина

вагона,

м

Колея,

мм

 

 

2ВС-20

3BC-35

ЗВС-50

4ВС-50

5ВС-60

2ВС-95

ВС-100

 

20

35

50

50

60

95

100

 

10

17,5

24,5

23,2

26,3

44,5

44,6

 

12

26

31

30,2

29,0

53,6

49,3

 

9,64

11,182

12,02

11,72

11,72

10,2

10,2

|

1,864

2,136

2,568

2,56

2,68

2,9

2,926

750

1000

1524

1524

1524

1524

1524

дорожного транспорта: большие капитальные затраты на устройство железнодорожного пути и эксплуатационные расходы на его со­ держание и ремонт, малые преодолеваемые уклоны и большие ра­ диусы закруглений.

Тяговыми средствами подвижного железнодорожного транспорта

являются электровозы и тепловозы, а

транспортными — вагоны-

самосвалы (думпкары).

 

Техническая

характеристика вагонов-самосвалов приведена

в табл. 22.

производительность

железнодорожного состава

Среднесуточная

(в м3/сут) зависит от общего объема кузовов вагонов и числа рейсов и определяется по формуле

 

 

П - 60Tnq/Tp,

(47)

где f — время работы состава в сутки,

ч; п — число вагонов в составе; q — объем

кузова одного вагона,

м3; Тр — время

одного рейса (оборота),

мин.

Время одного

рейса

мин)

 

 

Т

р =

tn +

/Дв +

(48)

где /п, tv — время соответственно погрузки и разгрузки состава; /дь — время дви­ жения состава с грузом и порожняком; t0 — время простоев состава в течение одного рейса в ожидании погрузки и разгрузки.

Время

погрузки

состава

мин)

 

 

 

 

 

__

щКр

 

(49)

 

 

П ~

<7эКн

60

 

 

 

 

 

где А'п — коэффициент разрыхления

породы;

q3 — объем ковша

экскаватора, м3;

_. коэффициент наполнения ковша

экскаватора; /ц — продолжительность рабо­

чего цикла экскаватора,

с.

 

 

 

 

 

 

Время

движения

груженого

и порожнего состава (в мин)

 

 

 

60L

,

60L

 

(50)

 

 

гд" ~

 

vr

о„

 

 

 

 

рпа , _ дальность транспортирования

породы, км;

vr — средняя

скорость движе­

ния груженого состава, ог = 10-15 км/ч; vn -

средняя скорость движения порож­

него состава,

vn = 20-г30 км/ч.

 

 

 

 

 

 

tp = ntp,

(51)

где t'? — время разгрузки одного вагона, в летних условиях t'? = 1,5=2 мин и в зим­ них условиях t'p = 3=5 мин.

Время простоев в течение одного рейса определяется схемой путевого развития и организацией работ и принимается равным

5—10 мин.

В зависимости от мощности завода в эксплуатации могут находиться один или несколько железнодорожных составов.

Пример 17. Определить в летнее время при двухсменной работе (16 ч) произво­ дительность состава из 15 вагонов-самосвалов 5ВС-60 при транспортировании сырья на расстояние 5 км при коэффициенте машинного времени Км = 0,9 и времени погрузки одного вагона /' = 15 мин.

Решение. Принимаем время разгрузки одного вагона tp = 1,5 мин, время про­

стоев в течение одного рейса t0 = 7 мин, среднюю скорость движения груженого состава иг = 10 км/ч, порожнего — vn = 30 км/ч.

Время разгрузки состава определяем по формуле (51)

/р = 15-1,5 = 22,5 мин.

Время движения груженого и порожнего составов определяем по формуле (50)

'дв = + pjjp = 30 + 10 = 40 мин.

Время погрузки состава

tn = nt'n == 15-15 = 225 мин.

Время одного рейса определяем по формуле (48)

Гр = 225 + 40 + 22,5 + 7 = 294,5 мин.

По данным табл. 22 объем кузова вагона 5ВС-60 q = 60 м3. Среднесуточная производительность состава по формуле (47) составляет

П = 60-18-0,9-15-60/294,5 = 29700,5 мЗ/сут.

§ 33. Автомобильный транспорт

При перевозке сырьевых и вскрышных пород на карьерах цементных заводов основным до настоящего времени остается авто­ мобильный технологический транспорт.

К достоинствам карьерного автомобильного транспорта относят высокую маневренность, большие преодолеваемые уклоны и малые радиусы поворота, высокую проходимость, автономность питания. Эти качества автотранспорта позволяют значительно уменьшить дальность транспортирования, повысить производительность экска­ ваторов, упростить организацию горных работ. Наиболее эффективно использование автомобильного транспорта при перевозках породы на расстояние не свыше 6 км. Недостаток автотранспорта: высокая стоимость машин, их эксплуатации и ремонта, значительное повыше­ ние стоимости перевозок с увеличением дальности транспортирова­

ния, зависимость работы от климатических условий и состояния дорог.

Т а б л и ц а

23. Техническая характеристика карьерных

 

автомобилей-самосвалов

 

 

'

Показатель

КрA3-25GB 1

Бел АЗ-540А

 

 

 

Грузоподъемность, т

12

27

Объем кузова х, м3

6

15

Максимальная

скорость, км/ч

68

55

Ширина машины, м -

2,64

3,48

Минимальный

радиус разворота, м

10,5

8,7

Масса, т

 

11,5

21

‘ Объем кузова, груженого с «шапкой», больше на 25—30 %.

Карьерные автомобили-самосвалы характеризуются высокой проч­ ностью кузова и ходового оборудования, большой грузоподъемностью

имощностью двигателя, короткой колесной базой, обеспечивающей малые радиусы поворотов. Они преодолевают значительные уклоны

иразвивают большие скорости движения.

Вгорных цехах цементных заводов, отличающихся незначитель­ ной мощностью карьеров, преимущественно используют автомобили-

самосвалы грузоподъемностью 12 и 27 т.

Техническая характеристика используемых карьерных автомоби­ лей-самосвалов, эксплуатируемых в карьерах цементных заводов, приведена в табл. 23.

Режим работы самосвалов в течение суток принимают двух­

сменный — 16 ч.

 

 

самосвала

т/смена)

Сменная

производительность

 

 

 

Пс = 6 0 T P K jtv,

 

(52)

где Т — продолжительность смены, ч;

Тр — время

рейса,

мин; Р — грузоподъем­

ность машины,

т; Км — коэффициент

использования

машинного, времени, /См =

= 0,7-5-0,9.

 

 

 

 

 

 

 

Время одного рейса

самосвала (в мин)

 

 

где tn — время

Тр =

/п -f- ^дв "b "I-

4* *о>

(53)

погрузки;

?дв — время

движения груженой и порожней машин;

tp— время разгрузки, /р =

1ч-1,2 мин; tM— время маневров при погрузке и раз­

грузке, /м = 1,5ч-3 мин; to — время простоев в ожидании

погрузки и разгрузки,

to = 0,5 (tn+ /р).

Время

погрузки (в

мин)

 

 

 

 

/п =

^цЯк/60,

(54)

где /ц — продолжительность

рабочего

цикла экскаватора, с; /?к

число ковшей,

загружаемых

в кузов самосвала.

 

 

Число загружаемых ковшей рассчитывают по объему кузова машины

пк = ЦеЛЧиКп)*

где qa — объем кузова автомашины, м3; qo — объем ковша экскаватора, м3; Кц коэффициент наполнения ковша экскаватора.

Полученные значения пк округляют до целых чисел и принимают

меньшее из них.

Время движения самосвала (в мин)

,60Lp . 60Ln

Гдв = + ’

где 1Г и Ln — пробег самосвала соответственно с грузом и порожняком, км; иг, ип — средние скорости движения соответственно груженых и порожних машин, км/ч, vr = (0,5-т-0,7) Umax. Vn = (0,7-т-0,9) omax famax — максимальная скорость само­ свала (см. табл. 23)]; большие значения иг и vn принимают при хорошем состоянии дороги.

Пример 18. Определить необходимое число автомобилей-самосвалов БелАЗ-540А для бесперебойного обслуживания экскаватора ЭКГ-4,6 при добыче крупнодробленого известняка. Дальность транспортирования породы 2,5 км, состояние дороги удовле­ творительное. Найти объем перевезенной в течение смены (8 ч) породы.

Решение. В соответствии с рекомендациями § 21 и по данным табл. 8 для одно­ ковшового карьерного экскаватора ЭКГ-4,6, обслуживающего транспорт, принимаем

следующий режим работы: коэффициент использования машинного времени

/См —

=

0,8; продолжительность цикла /ц =

50 с; коэффициент наполнения ковша Кн =

== 0,9; объем ковша q3 = 4,6 м3.

 

 

=

=

По данным табл. 23 для автомобиля-самосвала БелАЗ-540А объем кузова

15,3 м3, максимальная скорость от ах = 55 км/ч.

 

 

Число ковшей, загружаемых в кузов, определенное по формуле (55):

 

 

 

15,3

 

 

 

Лк~

4,6 0,9

3’7-

 

Предварительно принимаем четыре ковша и проверяем возможность загрузки кузова с «шапкой»:

Y = 4<?эКн = 4-4,6-0,9 =* 16,56 м3.

Объем «шапки»

AV .

У'-Ял 100%

16,56— 15,3

100% =

8,2%,

 

Ял

 

 

 

1573

 

 

что вполне допустимо (см. сноску к табл.

23).

 

 

 

Время погрузки одного самосвала, определенное по формуле (54),

 

 

V*K

50-4

0

 

 

 

 

*п = То- =

60“ =

3,3 мин-

 

Принимаем /р =

1 мин, /м =

2 мин, /0 =

0,5 (3,3 + 1) =

2,1 мин, цг = 0,6 X

X 55 = 33 км/ч, ип — 0,8*55 =

44 км/ч.

 

 

формуле

(56),

Время движения

самосвала,

определенное по

 

,

60*2,5 ,

60*2,5

 

 

 

 

дв -

33

+

44

= 7,95 « 8 мин.

 

 

 

 

 

Тогда время одного рейса, определенное по формуле (53),

Гр =

3 , 3 + 8 +

1+

2 + 2 , 1 =

16,4 мин.

При работе экскаватора с одним самосвалом продолжительность простоя экска­ ватора между каждыми ездками

Т'пр = Т'р ^п= 16,4 3,5=13,1 мин.

Тогда число самосвалов, необходимое для бесперебойной работы экскаватора,

.

,

r nP

,

,

13,1

,

+ 3,97 = 4 ,9 7 ^ 5 .

л = 1

+

- ^ - =

1

+

-3 -3

= 1

Принимаем, что перебои в работе экскаватора и самосвалов совпадают по вре­ мени и коэффициент использования машинного времени комплекса экскаватор—авто­ самосвалы Км = 0,8. Тогда объем породы, перевезенной самосвалами в течение смены (за 8 ч),

vc =

nV, =

5.J6.56 = 1938,7 м'1.

 

I п

1о,4

§ 34.

Ленточные конвейеры

Для транспортирования в пределах карьера, а также от карьера до территории завода рыхлых и скальных дробленых пород кусками крупностью до 400 мм применяют ленточные конвейеры. Они делятся на передвижные длиной от нескольких десятков до сотни метров (например, забойные и передаточные) и стационарные магистральные для транспортирования сырьевых пород от карьера до завода на расстояние до 10 км и более. Конвейеры с приводом мощностью свыше 200 кВт называют специальными, их изготовляют для эксплуатации в карьере.

Ленточные конвейеры просты по конструкции, имеют сравни­ тельно небольшую металлоемкость и высокую производительность, достигающую нескольких десятков тысяч тонн породы в час.

Ленточный конвейер (рис. 27, а) состоит из замкнутой ленты, огибающей приводной 6 и хвостовой натяжной 2 барабаны. При­ водной барабан получает вращение от привода 5 , состоящего, как правило, из электродвигателя и редуктора. Натяжной барабан 2 с помощью груза 1 позволяет увеличить сцепление между приводным барабаном и лентой. Роликоопоры 5 и 13, установленные на раме 10, поддерживают верхнюю 4 и нижнюю 12 ветви ленты. Для предот­ вращения сползания ленты с рабочих роликов на раме установлены боковые контрольные ролики 11 (рис. 27, б). Материал на ленту подается загрузочным устройством 3. Разгрузка материала может производиться с приводного барабана 6 через направляющий ло-

Рис. 27. Стационарный ленточный конвейер:

и — общий вид; б — конструкция роликоопоры с боковыми контрольными ролнкнмн

Тнп ленты

Ширина

ленты, мм

Прочность

 

 

 

Относи­

 

Диаметр

Расстояние

тельное

Толщина

ленты на

удли­

разрыв,

троса,

между

тро­

нение

обкла­

кН/см

мм

сами,

мм

ленты,

док, мм

%

РТЛ-1200

900—1200

12

4,2

9

0,5

5,5

РТЛ-1500

800—1200

15

6

15

0,5

5

РТЛ-2000

1200

20

4,6

9

0,5

5,5

РТЛ-2500

1000—1600

25

7,5

14

0,5

5

РТЛ-3150

1200—1800

31,5

8,2

14

0,5

4

РТЛ-4000

1200—2400

40

10,5

17

0,5

4

РТЛ-5000

1200—2400

50

13

20

0,5

4,5

РТЛ-6000

1200—2400

60

11,5

18

0,5

4,5

ток 7 или специальными разгрузочными устройствами в любой точке конвейера. Ленту от налипшего на нее материала очищают с помощью очистного устройства 9.

Лента представляет собой несущий многослойный каркас, за­ щищенный покрытием из натуральных или синтетических каучуков. В зависимости от материалов для изготовления каркаса различают ленты резинотканевые и резинотросовые. Материалом для резино­ тканевых лент служат натуральные ткани (хлопок, лен), искусствен­ ные (вискозные и ацетатные) и синтетические (анид, капрон, лаЕсан). Хлопчатобумажные ткани для лент называют бельтингами. Для повышения продольной прочности лент, являющейся основной их характеристикой, в каркасе используют тканевые шнуры (корды) или металлические тросы.

Отечественная промышленность выпускает резинотканевые кон­ вейерные ленты шириной до 2 м и прочностью одной прокладки на разрыв до 6 кН на 1 см ширины ленты и резинотросовые ленты соот­ ветственно шириной до 2,4 м и прочностью до 60 кН/см.

Характеристика резинотросовых конвейерных лент для маги­ стральных конвейеров приведена в табл. 24.

§ 35. Гидравлический транспорт

При мокром способе производства цемента гидравлический транспорт является наиболее экономичным и его используют для перемещения пульпы от горного цеха, на территорию завода, а также в транспортных схемах сырьевых цехов, связанных с производством шлама и питанием вращающихся печей. В зависимости от крупности материала и требуемой подачи для перекачки пульпы используют грунтовые, песковые, шламовые насосы (пульпонасосы) и насосы, предназначенные для перекачки угольных гидросмесей (углесосы). Специальные шламовые насосы применяют для внутризаводского транспортирования шлама, высокопроизводительные мощные грун-

88

Рис. 28. Центробежный шламовый насос 6ФШ-7а

товые насосы и углесосы позволяют транспортировать пульпу с карьера на расстояние до нескольких километров. Для перекачки пульпы используют, главным образом, центробежные насосы, в ко­ торых ^напор пульпы в трубопроводе создается в результате центроежнои силы быстровращающегося лопастного колеса. Насосные установки значительной длины называют магистральными. При недостаточности напора для транспортирования пульпы в маги­

стральной установке устанавливают несколько насосов по длине трассы.

Центробежный шламовый насос 6ФШ-7а (рис. 28) состоит из полого корпуса (улитки) 4, центрального всасывающего патрубка 1 и нагнетательного ^патрубка 3, расположенного по касательной к цилиндру рабочей зоны улитки. Корпус прикреплен к фланце­ вому кронштейну через крышку 6 с помощью шпилек 5. Рабочее колесо 2 консольно • насажено на вал 11 насоса и закреплено с по­ мощью гаики и контргайки. Для уплотнения вращающейся шейки вала в неподвижном корпусе на его фланцевом кронштейне предусмотрены сальник и мягкая набивка <?, регулируемые затяжной гайкой J. Вал закреплен в двух подшипниковых опорах 10 и 12 и приводится во вращение от электродвигателя с помощью паль­ цевой муфты 13. Для предотвращения попадания шлама в сальник перед ним через отверстие 7 ступицы фланцевого кронштейна по­ дают под давлением чистую воду. Шлам через центральное отвер­ ни0 патрубка попадает на спиральные лопасти быстро вращающегося (до 1500 об/мин) рабочего колеса, с силой отбрасывается на торцовые

стороны корпуса и под давлением подается в выходной патрубок насоса.

Показатель

6ФШ-11

6ФШ-7с

Г-

3

е

СО

ГрТ100/40

Гр160/31,5

Гр400/40

Гр800/40

ГрТ1250/71

о

ю

о

со

а

и

Подача,

м3/ч

100

150

200

100

160

400

800

 

1200

1600

Напор,

м

54

60

60

40

31,5

40

40

 

71

50

Частота

вращения,

2950

1470

1470

1450

1450

965

725

 

965

725

об/мин

 

 

 

55

66

67

68

 

67

69

КПД насоса, %

 

Мощность насоса,

100

125

125

25 *

85 *

160

*

420 *

340 *

кВт

 

 

 

 

0,37

0,6

 

2,2

 

5,3

1 3,6

Масса,

т

1.1

 

* Мощность указана прн работе на воде.

Техническая характеристика центробежных насосов, исполь­ зуемых для перекачки шлама и пульпы, приведена в табл. 25.

Расчет гидравлического транспорта состоит в определении диа­ метра трубопровода, общего необходимого напора и мощности дви­ гателя насоса.

Исходными данными для расчета гидротранспортной установки являются необходимая подача пульпы, ее характеристика и схема трассы пульпопровода.

Важной характеристикой пульпы является содержание в ней

породы, называемой объемной

концентрацией

гидросмеси

5

=

(Рп

- Р в )/(р с -

р в ).

( 5 7 )

гДе рп — плотность пульпы,

т/м3; рв — плотность

воды,

рв = 1 т/м3; рс — плот­

ность транспортируемого сырья,

т/м3.

 

 

Плотность пульпы (в

т/м3)

 

 

 

Рп ---

^ в Р в Ь V c P c ,

(5 8 )

где VB и Vc — объемы соответственно воды и сырьевых материалов в 1 м3 пульпы, м3.

Для упрощения расчетов карьерную влажность породы не учи­ тывают.

Подача насоса пульпы (в м3/с)

 

Пп = Лс/(3600рп),

(59)

где Пс — подача насоса сырья с карьерной плотностью, т/ч.

Диаметр пульпопровода принимают по нормам для водопрово­ дов (в м)

D = у /7П.

(60)

Полученное значение округляют до следующего ближайшею

стандартного диаметра трубы: 0,2; 0,25; 0,3; 0,35; 0,40; 0,45; 0,5;

0,6 м.

90