Общие указания по эксплуатации

Ответственность за эксплуатацию несёт старший механик по стацустановкам, кроме этого компрессорные станции обслуживаются штатом машинистов и электрослесарей.

Основные обязанности машиниста:

1. Приём и сдача смены.

2. Пуск и остановка компрессора.

3. Непрерывный контроль за работой компрессора с записью показаний приборов через час.

4. Поддержание компрессора в рабочем состоянии.

5. Содержание здания в чистоте.

6. Охрана компрессорной станции от посторонних лиц.

Осмотры, ремонты, ревизии и наладки

Производятся в соответствии с графиком согласованным с руководством по техническому обслуживанию и ремонту.

Осмотры производятся ежесменно машинистом при приёме-сдаче смены.

Ежесуточно – электрослесарем закреплённым за компрессором, еженедельно старшим механиком, один раз в месяц главным механиком.

Ремонты производятся текущие и капитальные. Текущие обычно еженедельно.

Капитальный ремонт производится ежегодно, причём передвижные компрессоры ремонтируются централизовано.

Ревизии и наладки производятся ежегодно специализированной организацией.

Правила безопасности при эксплуатации

1. Все вращающиеся части должны быть ограждены.

2. Все оборудование должно быть заземлено.

3. Ремонт производить с отключённым электрооборудованием.

4. Работать только исправным инструментом.

5. Не допускать открытого огня.

Подземная передвижная компрессорная установ­ка должна осматриваться ежедневно лицом, ответ­ственным за безопасную эксплуатацию, не реже 1 раза в неделю - механиком участка и не реже 1 раза в квартал - главным механиком шахты. Результаты осмотра долж­ны фиксироваться в Книге учета работы компрес­сорной установки.

Охрана окружающей среды при эксплуатации пневматических установок

Снижение шума в здании компрессорной установки достигается звукоизоляцией основных его источников. Помещение, в котором находятся оператор, аппаратура управления и контроля, должно быть изолировано от машинного зала.

Для снижения шума при всасывании воздуха в центробежный компрессор, перед фильтром устанавливается глушитель шума. Он состоит из нескольких расположенных параллельно друг другу звукопоглощающих секций, между которыми проходит воздух. Секция представляет собой каркас, в котором располагается мат из супертонкого стекловолокна, обернутый стеклотканью и обшитый стальной сеткой.

Глушение шума при выходе сжатого воздуха из компрессора в атмосферу (пуск, остановка, ремонтно-наладочные работы) производится бутово-камерным глушителем.

Проектирование пневматических установок

Общая характеристика расчёта пневматической установки

Исходные данные

1. План горных работ или схема воздухопроводной сети с расстановкой потребителей сжатого воздуха.

2. Годовая производительность шахты, т/год.

Определяемые величины

1. Выбирается месторасположение компрессорной станции (ПТЭ §457, 462).

2. Определяется производительность компрессорной станции.

3. Выбирается тип и количество компрессоров.

4. Определяется мощность и тип электродвигателя.

6. Выбирается вспомогательное оборудование.

7. Выбираются трубы для воздухопровода.

8. Определяются технико-экономические показатели. 

Литература:

1. Р.Н. Хаджиков “Горная механика”, Москва, ”Недра”, 1982г. (стр. 80-88) рис. 50, 51.

2. ДНАОП 10.0-1.01-05 “Правила безопасности в угольных шахтах”, Киев, “Основа”, 2005 г.

Практическое занятие №12

Пример расчета пневматической установки

1. Размещение компрессорной станции производится в соответствии с требованиями

ПТЭ §457, 462.

2. Определяется производительность компрессорной станции, производится по формуле приведенной на странице 224, Р.Н.Хаджиков.

Производительность компрессорной станции:

V_к.с = k_р  k₀  V_п.і  k_{и і}  k_{з. і} + V_у.тℓ + V_прп_пр, м³/мин,

где k_р = 1,05÷1,1 - коэффициент резерва производительности компрессорной станции;

k₀ - средневзвешенный коэффициент одновременности работы потребителей;

i - номер группы однотипных потребителей;

z - число групп однотипных потребителей;

п_п - число однотипных потребителей;

V_п. - номинальный расход воздуха одним потребителем, м³/мин;

k_и =1,15-1,2 - коэффициент, учитывающий увеличение расхода воздуха в связи с износом потребителей;

k_з. - коэффициент загрузки;

V_{у. т} = 3 м³/мин - допустимые утечки через неплотности на 1 км трубопровода;

ℓ - длина магистрального воздухопровода по шахте, км;

V_пр = 0,4 м³/мин - допустимые утечки через неплотности;

п_пр - число мест присоединений потребителей.

3. Выбор типа и количества компрессоров

Выбор типа и числа компрессоров производится следующим образом: при производительности компрессорной станции 200500 м³/мин принимают поршневые компрессоры 4М10-100/8, при 5001000 м³/мин - центробежные компрессоры К-250, при большей производительности - центробежные компрессоры К-500.

Число резервных компрессоров: на 1-2 работающих - 1 резервный, на 4-6 работающих - 2 резервных.

4. Определение мощности двигателей компрессоров,

Мощность двигателей для компрессоров, определяется по формуле

Q L_из + L_ад

Ν =    кВт,

601000 _к.из  _п 2

где Q – производительность компрессора, м³/мин;

L_из и L_ад – работа компрессора при изотермическом и адиабатном процессе, Дж/м³;

_к.из, _п – изотермический КПД компрессора и передачи (редуктора).

_к.из - при внутреннем охлаждении 0,55-0,6; при внешнем – 0,6-0,7, при комбинированном –

0,7-0,73.

5. Выбор вспомогательного оборудования

5.1 Определение площади фильтра

К  Q

S = , м².

60  υ

5.2. Расчёт ёмкости воздухосборника

V_вс = 1,6√Q, м³.

5.3. Определение расхода воды для системы водяного охлаждения

Q_{охл. воды} = Q_к.с.  q_{охл. воды}, м³/ч;

где q_{охл. воды} – удельный расход охлаждающей воды.

Рекомендуется для системы водяного охлаждения компрессорной станции применять насосы типа К.

6. Выбор труб производится по монограмме [1, с. 226], с проверкой выбранных труб по потере давления Δр_уд ≤ 0,2МПа.

Пример. Определить расход воздуха 3-мя отбойными молотками МО-10У и выбрать компрессор.

Q =   к    m  q, м³/мин.

Q = 1,1  0,95  1,05  3  1,3 = 4,7 м³/мин.

Принимаем компрессор ЗИФ-ШВ-5.

Пример. Определить мощность двигателя для компрессора 4М10-100/8.

Q L_из + L_ад

Ν =    кВт.

601000 _к.из  _п 2

100 (216 + 300)10³

Ν =    = 597 кВт.

601000 0,72  1,0 2

Принимаем синхронный двигатель СДК2-17-26-12К мощностью 630 кВт, п = 500 мин^-1, напряжением 6000 В.

Пример. Определить площадь фильтра компрессора 4М10-100/8. Скорость прохождения воздуха через фильтр 1м/с, коэффициент неравномерности прохождения воздуха через фильтр 1,15.

К  Q 1,15  100

S =  =  = 1,92 м².

60  υ 60  1,0

Пример. Выбрать трубы для прокладки по стволу глубиной 500м, если среднее давление воздуха 0,7МПа, расход воздуха 200м³/мин.

Определяем по монограмме [1, с. 226], диаметр труб составит 275мм.

Определим удельные потери давления

ΔР_уд ≤ 0,2МПа/км.

Определяются потери давления в трубопроводе

ΔР = ΔР_уд  ℓ_р = 0,025  0,6 = 0,013МПа.

ℓ_р = 1,2ℓ = 1,2  0,5 = 0,6км.

Домашнее задание. Определить производительность компрессора простого действия, если частота вращения вала 750мин^-1, ход поршня 130мм, диаметр цилиндра 200мм, количество цилиндров низкого давления равно 2, коэффициент подачи – 0,8.

Q = _n SnZ_ц , м³/мин;

Q = 0,8 0,137502 = 5 м³/мин.

Литература:

1. Р.Н. Хаджиков “Горная механика”, Москва, ”Недра”, 1982г. (стр. 80-88) рис. 50, 51.

2. ДНАОП 10.0-1.01-05 “Правила безопасности в угольных шахтах”, Киев, “Основа”, 2005 г.

Лекция №26

РАЗДЕЛ №5. ШАХТНЫЕ ПОДЪЕМНЫЕ УСТАНОВКИ

Тема: «Назначение, устройство и классификация подъёмных установок. Оборудование ствола шахты»

Шахтные подъёмные установки предназначены для подъёма полезного ископаемого, спуска и подъёма людей, материала и оборудования.

Общее устройство подъёмной установки.

Она состоит из:

1. Подъемных сосудов.

2. Канатов.

3. Копра.

4. Направляющих шкивов.

5. Подъёмной машины, тормозного устройства, привода, аппаратуры управления, контроля, защиты и сигнализации.

Классификация подъемных установок по:

1. Назначению

а) главные (скиповые) - для подъема полезного ископаемого; б) вспомогательные (клетьевые) – для спуска-подъема людей и транспорти­рования различных грузов (породы, оборудования, материалов);

в) про­ходческие – для транспортирования грузов и людей при проходке стволов шахт.

2. Типу подъемных сосудов:

а) скиповые;

б) кле­тьевые;

в) бадьевые.

3. Глубине ствола

а) неглубоких шахт - до 500 м;

б) средней глубины – от 500 до 1000 м;

в) глубоких от 1000 до 1500 м;

г) сверх­глубоких - более 1500 м.

4. Наклону ствола

а) вертикальные подъёмы;

б) наклонные подъёмы.

5. Конструкции органа для навивки

а) с органом навивки постоянного радиуса (цилиндрические барабаны, ведущие шкивы трения);

б) с органами навивки переменного радиуса (бицилиндроконические барабаны).

6. Степени уравновешивания

а) уравнове­шенные системы (с уравновешивающим подвесным канатом, с бицилиндроконическим барабаном);

б) неуравновешенные системы.

7. Типу электропривода:

а) с асинхронным электроприводом;

б) приводом постоянного тока.

8. Числу подъемных канатов

а) одноканатные;

б) многоканатные.

Оборудование ствола служит для обеспечения бесперебойной работы подъёма.

Для направления движения подъёмных сосудов по стволу служат проводники, которые бывают: металлические и деревянные.

Металлические бывают:

1) рельсовые; 2) коробчатые; 3) канатные.

Деревянные проводники применяются на небольших шахтах, при концевой нагрузке не превышающей 10т.

Изготовляются из брусьев с размерами 160х160 и 180х200мм.

Посадочные устройства

Для обеспечения нормального обмена вагонеток в клетях на приёмно-отправительных площадках сооружаются посадочные устройства, к которым относятся жёсткие качающиеся площадки. Наибольшее распространение получили посадочные кулаки, которые обеспечивают жёсткую фиксацию клети и безаварийный обмен вагонеток.

Литература:

1. Р.Н. Хаджиков “Горная механика”, Москва, ”Недра”, 1982г. (стр. 80-88) рис. 50, 51.

2. Бабак Г.А. «Шахтные вентиляторные установки главного проветривания», справочник, Москва, «Недра», 1988 г.

3. ДНАОП 10.0-1.01-05 “Правила безопасности в угольных шахтах”, Киев, “Основа”,

2005 г.

Лекция №27 и №28

Тема: «Механическая часть подъёмных установок»

Подъёмные сосуды

Бадьи – предназначены для спуска и подъёма людей, породы и оборудования при проходке и углубке стволов. Состоит из кузова и дуги.

Кузов – сваривается из листовой стали и имеет бочкообразную форму.

Ёмкость от 0,5 до 8м³. Они бывают самопрокидывающиеся и неопрокидные (БСП, БП).

Бадья соединяется с канатом при помощи прицепного устройства, которое состоит из крюка с защёлкой, вертлюга, коуша, зажимов.

Клети предназначены для спуска и подъёма людей, транспортировки материалов и оборудования.

Бывают: неопрокидывающиеся и опрокидывающиеся (с опрокидывающимся кузовом).

1УКН3,3-2

1 – число этажей клети;

УК – унифицированная клеть;

Н – неопрокидная;

3,3 – длина клети по раме,м;

2 – проводники рельсовые двухсторонние.

Различают клети одно и двухэтажные на одну вагонетку в этаже.

Клеть состоит из каркаса (кузова), подвесного устройства, парашютов, стопорного и направляющих устройств.

Каркас состоит из этажных рам, вертикальных стоек соединяющих их между собой, боковые стенки обшивают листовым металлом, торцевые стороны оборудуются дверьми высотой 1,2м и зазором от пола 150мм. Открываются вовнутрь и закрываются двумя защелками снаружи. Вдоль длинных сторон должны быть расположены поручни. Пол клети должен быть сплошным, допускается наличие отверстий в полу нижнего этажа, для осмотра механизма стопорного устройства. В полу верхнего этажа должно быть отверстие плотно закрытое, через которое люди могли бы перейти из нижнего в верхний этаж. В крыше должны быть люки, высота этажа не менее 1,8м. Число посадки людей не более 5 человек на 1м² площади клети.

Подвесное устройство служит для соединения клети с канатом и состоит из центральной подвески, предохранительных подвесок, коуша, зажимов. Подвесное устройство должно заменяться не более чем через 5 лет. Запас прочности не менее 13-ти кратного.

Парашюты предназначены для плавной остановки клети с последующим её удержанием в случае обрыва каната или главной подвески подвесного устройства. Парашюты состоят из каната и ловителей.

Приводом всех парашютов является пружина. В настоящее время применяются следующие типы парашютов:

1. ПТК – парашют, Т - тормозные канаты, К - клетевой. ПТК состоит из привода, клиновых ловителей, которые закреплены в специальной рамке над крышей клети, двух тормозных канатов подвешенных в стволе, двух амортизаторов закреплённых на копре, двух натяжных устройств в зумпфе.

2. ПТКШ – парашют с тормозными канатами для подъёма со шкивом трения.

3. ПКЛ – такой же как и ПТК с одним канатом (лёгкий).

4. РКЭ – рельсовый колодочный, эксцентриковый.

5. ПДП – парашют для деревянных проводников.

Проверяются парашюты ежесменно, перед спуском и подъёмом людей. Испытания парашютов проводят через 6 месяцев.

Направляющие устройства клети служат для направления движения её по проводникам. Могут быть трения скольжения или трения качения.

Стопорные устройства предназначены для удержания вагонетки в клети и представляют собой кулаки. У стационарных клетей стопорные устройства действуют автоматически.

Опрокидные клети предназначены для тех же целей, но главным образом для выдачи породы. Отличительная особенность – рама, с которой шарнирно соединяется кузов.

Скипы

Применяются для выдачи угля и породы. Бывают с опрокидывающимся кузовом и с разгрузкой через дно.

Скипы с разгрузкой через дно бывают двух типов: с отклоняющимся кузовом на 15^о и откидным днищем, с секторным затвором – основной тип скипа. Имеет неподвижный кузов, приваренный к раме, а в нижней части дна имеет наклон 45^о.

Скипы выпускаются грузоподъёмностью от 3 до 30т.

1СН20-2

1 – типоразмер скипа;

СН – скип с неопрокидным кузовом;

20 – объём скипа в м³;

2 – многоканатный подъём.

Подъёмные канаты

Предназначены для выдачи подъёмных сосудов по стволу.

Бывают диаметром от 11 до 65мм. Изготавливаются из стальных проволочек высокого качества диаметром от 0,5 до 4мм, свивкой в пряди, а пряди в канат вокруг органического сердечника, который служит для смазки.

Сердечник из пеньки или сизам.

Проволоку изготавливают из высококачественной электротехнической стали, с пределом прочности σ_в = (1300÷2100)10⁶ Па.

В шахте обычный канат применяют с пределом прочности σ_в = (1300÷1500)10⁶ Па, а на подъёмах σ_в = (1600÷1800)10⁶ Па.

Проволока бывает светлая и оцинкованная.

Разновидности канатов

По способу свивки

1) одинарный (простой);

2) двойной;

3) тройной.

По направлению свивки

1) правой;

2) левой.

По взаимному направлению проволок свивки в пряди, прядей в канате

1) прямой;

2) крестовой.

По форме поперечного сечения каната

1) круглые;

2) плоские.

По форме поперечного сечения прядей

1) круглопрядные;

2) трёхгранопрядные;

3) безпрядьевые;

4) овалопрядные.

По касанию проволочек между собой

1) с линейным касанием (ЛК);

2) с точечно-линейным касанием (ТЛК).

По раскручиванию

1) крутящиеся;

2) не крутящиеся.

Канат обозначается следующим образом ЛК-РО 6х25+1о.с.

ЛК – линейное касание;

Р – разный диаметр проволочек по пряди;

О – одинаковый диаметр проволочек в слое;

6 прядей по 25 проволочек + 1 органический сердечник.

Требования правил безопасности

Подъёмные и тяговые канаты людских и грузолюдских подъёмно-транспортных средств должны быть грузолюдскими марок ВК и В, остальные не ниже марки 1.

Канаты шахтных ПУ должны иметь при навеске запас прочности не ниже

m ≥ 9,0 – людские подъёмы

m ≥ 7,5 – грузолюдские подъёмы

m ≥ 6,5 – грузовые подъёмы.

Канат перед навеской испытывают на разрыв и изгиб, а повторно через 6 месяцев на людских и грузолюдских установках на канато-испытательных станциях.

Каждый головной канат должен подвергаться по всей длине ежесуточному тщательному осмотру при скорости движения не более 0,3 м/с. Число оборванных проволочек не должно превышать 2% от общего числа проволочек на одном шаге свивки, канат в хорошем состоянии, более 2% - место замечается и заносится в журнал осмотра канатов. Если 5%, канат нужно заменить другим.

Выбор каната

Выбор каната производится по статической нагрузке, остальные учитываются по запасам прочности.

Для выбора каната определим массу 1м исходя из уравнения прочности каната

σ_в  S σ_в  р

(Q_к + pH_к)q =  = , кг;

m m  ρ

где Q_к – концевая масса, кг.

Q_к = Q_п + Q_с, кг;

Q_п – масса полезного груза, кг;

Q_с – масса подъёмного сосуда, кг;

p – масса 1м каната, кг;

S – сечение каната, мм^2;

m – запас прочности каната.

S = р/ρ_о, мм²;

ρ_о – условная плотность каната, ρ_о = 400кг/м³.

р = , кг/м.

После определения массы 1м каната, по таблицам стандартов выбираем канат и определяем фактический запас прочности

F_разр.

m_ф =  ≥ m_ПБ

(Q_к + pH_к)

Копры

Предназначены для установки направляющих шкивов, крепления проводников и других элементов подъёмных машин.

Копёр состоит из

1. Основания.

2. Станка.

3. Подшкивной площадки.

4. Укосины.

В зависимости от материала копры бывают

1) металлические;

2) ж/бетонные;

3) деревянные.

В зависимости от конфигурации станка

1) четырёхстоечные;

2) А-образные;

3) шатровые;

4) башенные.

Шкивы

Направляющие шкивы предназначены для направления каната по оси раздела ствола. Устанавливаются на копре.

Шкивы бывают с литым ободом до 3м и со штампованным более 3м.

Общее устройство подъёмной машины

Подъёмная машина состоит

1. Рама.

2. Вал.

3. Подшипники.

4. Исполнительный орган (барабаны или шкивы).

5. Тормозное устройство.

6. Аппаратура управления, автоматизации и защиты.

По размеру диаметра барабана различают три типа машин

1. Малые – диаметр до 2м (1,2; 1,6; 2)

2. Средние – диаметр от 2,5 до 3,5м (2,5; 3; 3,5)

3. Крупные – диаметр более 3,5м (4; 5; 6 и далее).

Органы навивки малых подъёмных машин

Ц 1,2х1,0 2Ц 1,6х0,8

Ц 1,6х1,2 2Ц 2,0х1,1

Орган навивки малых подъёмных машин представляет собой один или два барабана. Барабан состоит из 2-х лобовин и обечайки. Обечайка толсто листовая. У двух барабанных машин один барабан заклинён на валу, а второй переставной, но он тоже постоянно соединён с валом зубчатым механизмом перестановки (муфтой) с пружинно гидравлическим приводом.

Средние подъёмные машины

Ц 3,5х2А 2Ц 3,5х1,7А

Ц 3х2,2 2Ц 3х1,5

Привод механизма перестановки пружинно пневматический. В однобарабанных машинах имеются внутри бабины.

Органы навивки крупных подъёмных машин

2Ц 4х1,8 ЦР 4х3/0,7

2Ц 5х2,8 ЦР 5х3/0,6

ЦР – цилиндрический, разрезной барабан, числитель – ширина барабана, знаменатель - ширина переставной части барабана.

Цилиндрические барабаны целесообразно применять при глубине шахт 600 – 650 м.

Заводом НКМЗ выпущены два типа машин БЦК – 9/5х2,5 и БЦК – 8/5х2,7, где БЦК – подъёмная машина с бицилиндроконическим разрезным барабаном; 9 и 8 – диаметр большого барабана, м; 5 – диаметр малого цилиндра барабана, м; 2,5 и 2,7 – ширина большого цилиндра барабана, м. Ширина конической части в обоих цилиндрах составляет 1м.