Стационарные установки. Подъемные установки. Расчет вспомогательной подъемной установки (двухклетевой)

10.  Стационарные установки

10.1.  Подъемные установки

В настоящее время на действующей шахте находятся в эксплуатации подъемные установки, осуществляющие операции по спуску-подъему людей, оборудования и материалов по вертикальным стволам. Характеристика существующих подъемных установок приведена в таблице 10.1.

Данным проектом существующие подъемные установки сохраняются для дальнейшей эксплуатации.

При отработке запасов участка недр шахты «Распадская-2» новый  центральный вспомогательный ствол предусматривается оборудовать многоканатными подъемными машинами, с размещением на башенном копре:

- одноклетевой грузовой подъем с противовесом с большегрузной клетью для спуска комплексов весом до 60 т. Подъем оборудуется восьми канатной подъемной машиной ЦШ5х8 с электроприводом мощностью 5000 кВт, 6кВ.

-одноклетевой грузолюдской подъем с одноэтажной клетью на 3 т вагонетку с противовесом. Подъем оборудуется подъемной машиной ЦР-5х3/0,6.  Подъем предназначен для спуска-подъема людей, оборудования и материалов.

Расчет вспомогательной подъемной установки (двухклетевой)

Исходные данные:

Глубина вертикального ствола – 450 метров;

Назначение подъема – подъем людей, транспортировка грузов и оборудования;

Тип вагонетки – УВГ–3,3;

Число рабочих смен – 3 смен/сут;

Принимаем двухэтажную клеть на одну трехтонную вагонетку на этаже  со следующими техническими данными: тип 2УКН4-1; общая полезная площадь 11,2 м2, высота 8,58 м, масса m_кл = 8,62 т, грузоподъемность 13,2 т, максимальный диаметр каната 60,5 мм.

Выбираем вагонетку типа УВГ–3,3, объемом 3,3 м3, массой m_ваг = 1207 кг.

Ориентировочное значение максимальной скорости подъема устанавливают из расчета спуска и подъема занятых в шахте в одной смене людей за время, не более чем 40 минут.

Q_см = Q_сут/3 = 120000/3 = 4000 т/см.

Ориентировочное количество спусков людей в шахту за смену:

1,1*Q_см/5 = 1,1*4000/5 = 880 человек, где        5 – среднесуточная производительность труда подземного рабочего;

1,1 – коэффициент, учитывающий увеличение спускаемых в шахту людей за счет инженерно-технического персонала.

Согласно нормам ПБ на каждого рабочего отводится 0,2 м2 полезной площади пола клети. Тогда число людей размещающихся в клети равно:

N_люд = 11,2 /0,2 = 56 человек.

А в двух клетях: 2*Nлюд = 112 человек.

Число циклов необходимых для подъема людей за одну смену:

N_цик = 880/112 = 7,8 ≈ 8 циклов.

На спуск и подъем людей отводится 30 минут. Тогда, продолжительность одного цикла составит

Т’ = 30*60/N_цик = 1800/8 = 225 с.

Продолжительность паузы:

Θ = N_люд+25 = 56+25 = 81 с,

где        25 – общее время, отводимое на перестановку этажа клети закрывание дверей и стволовых решеток и на подачу сигналов.

Продолжительность движения клетей в одном направлении:

Т = Т’- Θ = 225-81 = 144 с.

Высота подъема:

Н = Н_ств+h_э = 450+12 = 462 м.

где         hэ – высота эстокады.

Принимается трехпериодный график скорости. Тогда, ориентировочное значение максимальной скорости подъема определяется по формуле:

V_max(op) = 0,5*(0,75*Т-√(0,75*Т)²-3*Н);

V_max(op) = 0,5*(0,75*144-√(0,75*144)²-3*462) = 3,4 м/с.

Расчет каната.

Расчетное значение максимальной нагрузки:

m₀ = m_кл +2*m_ваг+2*Q = 8620+2*1207+2*3000 = 17034 кг.

Принимаем канат (ГОСТ 7668-80) типа ЛК-РО с расчетным пределом прочности проволоки при растяжении σ = 1568 МПа, активная прочность которого составляет γ0 = 0,097 МПа/м.

Наименьшую необходимую по условию прочности массу 1 метра  каната вычисляем по формуле:

m_к = m₀/(σ/(z* γ₀)-Н₀),

где        z – допустимое минимальное значение статического запаса прочности каната для грузо-людского подъема по норме ПБ, z = 7,5;

Н – длина отвеса каната, м;

Н₀ = Н+h_пер = 462+6 = 468, где        h_пер – высота переподъема, м;

m_к = 17034/(1568/(7,5*0,97)-468) = 10,3 кг/м.

По ГОСТ (7668-80) выбираем канат типа ЛК-РО, конструкция 6х36 (1+7+7/7+14)+1 О.С.; масса одного метра смазанного каната mк = 11,15 кг/м; диаметром Ск = 53,5 мм; при σ = 1568 МПа, разрывное усилие всех проволок в канате 

Qраз = 1575500 Н.

Для уравновешивания системы, в качестве хвостового каната принимают круглый канат двойной свивки многопрядный (ГОСТ 3088-80) типа ЛК-Р конструкции 18х19 (1+6+6/6)+1 О.С., массой 1 метр mхв = 10,5 кг/м; диаметром    dхв = 49,5 мм, суммарное разрывное усилие всех проволок в канате при σ = 1372 МПа составляет Q_раз = 1465000 Н.

Так как m_хв ≈ m_к , система статически уравновешена.

Фактическое значение коэффициента запаса прочности каната при подъеме груза составляет:

Z_ф = Q_разр /((m₀+m_хв*(Н₀+10))*g);

Z_ф = 1575000/((17034+10,5*(468+10))*9,81) = 7,86 > 7,5.

Фактическое значение коэффициента запаса прочности каната при подъеме людей составляет:

Z_ф = Q_разр /((m_кл+n_л+m_хв*(Н₀+10))*g);

Z_ф =1575000/((8620+50*80+10,5*(468+10)) *9,81) = 9,4 > 9,0, где         80 кг – средняя масса одного пассажира клети.

Орган навивки.

Принимаем цилиндрическую однобарабанную машину:

D ≥ 80*d_к = 80*53,5 = 4280 мм.

Выбираем подъемную машину (ГОСТ 18115-72) типа ЦР-5х3/0,6 с диаметром барабана D = 5,0 метров; ширина барабана В = 3,0 метров; шириной разреза 0,6 метров; максимальное статическое натяжение 280 кН; максимальная разность между статическими натяжениями канатов 210 кН; передаточное число редуктора 10,5:11,5; допустимая скорость подъема 14,0 м/с; маховый момент без редуктора и двигателя 6800 кН*м2; масса машины с редуктором без электрооборудования 94 т.