2. Определение грузоподъемности подъемного сосуда

Для грузовых шахтных подъемных установок в качестве подъемных сосудов целесообразно использовать скипы, для которых соотношение собственной массы сосуда к величине полезного груза составляет 0,5-1,1.

В грузолюдских подъемах используются клети, которые зна- чительно более сложны по конструкции и для них указанное соот- ношение составляет 2-3 и более.

Метод определения грузоподъемности угольных скипов предложен проф. Г.М.Еланчиком. Суть этого способа в следующем.

Подставляя выражение (1) в формулу (2), получим

_с =

^vmax^T

. (3)

^vср

В простейшем случае равнобокой трапециевидной тахо- граммы можно определить высоту подъема:

_⎛v2

_v2 _⎞

_⎜max _max _⎟

Н = _сН –

⎜

2a

_⎝2a₁

_⎟,(4)

³ ⎠

где а₁, а₃ – ускорения в первом и третьем периодах.

10

Принимая а₁ = а₃ = а из выражения (4), получим

^vmax ⁼

a(α_c 1)H .

(5)

Подставляя выражения (5) и (2) в (4), найдем время движе- ния в цикле подъема

Т = ^αс

a(α_c 1)

H . (6)

Формула для расчета массы поднимаемого груза имеет вид:

Q = (T + )A_ч / 3600, (7)

где – пауза в цикле подъема, с; А_ч – часовая производительность подъема, т/ч.

При подстановке формулы (6) в выражение (7) получаем вы- ражение для определения грузоподъемности сосуда:

⎛

Q = ^⎜

⎜

⎝

_c

a(_c

1)

⎞

H ^⎟A / 3,6.

ч

⎟

⎠

Введем обозначение а_т = _с /

должительности подъема, тогда

a(_ñ 1)

• коэффициент про-

Q = ^aт

H _{А .}

(8)

3,6 ^ч

Накопленные статистические данные позволяют выбрать не- обходимую длительность паузы для осуществления погрузочно- разгрузочных операций. Величины Θ табулированы и уточняются при подстановке в формулу (8) методом последовательных при- ближений.

Определим значение коэффициента продолжительности подъема а_т.

Для упрощения вывода примем ускорение а = const, тогда

при заданных А_ч, Н и функциональная зависимость изменения Q пропорциональна а_т. При всех значениях ускорения a в преде- лах _с =2-1,5массаподнимаемогогрузапрактически остается

11

а_т

7,0

6,0

5,0

4,0

3,0

2,0

1,0

2,347

1,739

1,34

1,186

1,106_1,06 ¹

2 3

постоянной. На этом участке масса полезного груза увели- чивается всего на 6 % при резком снижении максималь- ной скорости.

При уменьшении _с ниже 1,5 масса груза начинает интенсивно увеличиваться и при значениях _с = 1,4; 1,3;

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

^2,0 _c

1,2 кратность увеличения со-

ставит соответственно 1,06;

Рис.3. Графики зависимости а_т = f (_c)

для разных ускорений а

1 – a = 0,5 м/с²; 2 – a = 0,75; 3 – a = 1,0

1,106; 1,186 и т.д.

При _с = 1 коэффици- ент а_т = .

Зависимости коэффициента а_т = f (_c) приведены на рис.3. При более сложных видах тахограмм, которые реально ис-

пользуютсяв шахтных подъемных установках,значения коэффици- ента несколько изменяют свои значения, сохраняя характер этого изменения [10].

Реальные значения а_т следует принимать для одноканатного подъема равным 4, для многоканатного – 4,61.

Формула, рекомендованная проф. В.И.Киселевым, преиму- щественно для рудных месторождений имеет вид

Q = 5,7 ⁴ H А_ч . (9)

Эта формула получена путем аппроксимациирезультатов расчетов подъемных установок при заданных Н и А_ч для различных Q. Производилось технико-экономическое сравнение вариантов грузо- подъемности сосуда Q, при которых заданная производительность подъемнойустановки достигается принаименьших капитальных и эксплуатационных затратах.

Часовая производительность рассчитывается по выражению

k A

_{Ач =} н год _,

^zсм ^tсм ^Nгод

12

где k_н – коэффициент неравномерности, для угольной и рудной про- мышленностиk_н равен соответственно 1,5 и 1,4 [1]; z_см – количество смен по выдаче ископаемого, z_см = 3 см; t_см – время работы подъема в смену за вычетом времени на осмотр установки, t_см = 5-6 ч; N_год – количество рабочих дней в году, N_год = 300 дней.

Для скипового подъемника высота подъема

Н = Н_ш + h_з.у + h_п + h_р,

где h_з.у – глубина загрузочного устройства, м; h_п – высота приемного бункера, м; h_р – высота рамы скипа над уровнем подъемного бункера в момент разгрузки, м. Эти размеры принимаются по проектным данным, обычно h_з.у = 10-25 м; h_п = 10-30 м, для скипов с донной раз- грузкой и опрокидных сосудов h_р равно соответственно 0,3 и 3-6 м.

По формулам (8) и (9) определяется грузоподъемность скипа при двухскиповом подъеме. При односкиповом подъеме получен- ные результаты обычно удваиваются, так как из двух ходов подъем- ного сосуда только один ход – грузовой.

При подъеме в клетях грузоподъемность сосуда определяется грузоподъемностью вагонетки, принимаемой по горно-техническим условиям разрабатываемого месторождения. Выбранная клеть про- веряется по фактору безопасности – времени подъема из подзем- ных выработок всех находящихся там людей. Нормативное время 30-40 мин. В ряде случаев требуются многоэтажные клети (стан- дартные клети одно- или двухэтажные).

Если предусматривается одновременная отработка несколь- ких горизонтов, лучше ориентироваться на подъем с противовесом, что исключает операцию по перестановке барабанов, а при шкивах трения такой подъем является единственно возможным, так как пе- рестановка исключена.

Наосновании расчетной грузоподъемности выбирается бли- жайший по грузоподъемности Q стандартный или унифицирован- ный сосуд. При определении стандартного сосуда можно руково- дствоваться справочниками [4, 10], где приведены основные техни- ческие данные и характеристики(емкость, грузоподъемность, масса сосуда, его габариты, длина разгрузочной кривой и т.п.).

13