Шахтный транспорт. Расчёт магистрального и участкового ленточных конвейеров

2  ШАХТНЫЙ  ТРАНСПОРТ

Введение

      В настоящее время на шахте используются следующие виды транспорта:

            - электровозный,

            - скребковые конвейеры,

            - ленточные конвейеры.

     Электровозный транспорт служит для доставки материалов и оборудования. Доставка в шахту осуществляется: с промплощадки до грузолюдского ствола электровозным транспортом, далее подъемной машиной Ц3∙2.2 до горизонта +70м, затем электровозным транспортом по квершлагу до заездов на уклоны. В качестве подвижного состава используются: - электровозы  АМ – 8Д, вагонетки ВГ-3,3.  

Технические характеристики электровоза АМ – 8Д.

     - суммарная мощность тяговых двигателей, кВт - 2∙10;

     - скорость электровоза, м/с - 2,0;

     - тяговое усилие, кН - 8,8;

     - тип элекродвигателя-ДРТ - 10А;

     - напряжение, В - 110;

     - часовой ток, А - 100;

     - продолжительный ток, А - 50;

     - тип аккумуляторной батареи - 90 ТНЖШ – 550 - У5;

     - ширина колеи, мм - 900;

     - масса, т - 8,0.

Технические характеристики вагонеток ВГ3,3.

     - вместимость, м³ - 3,3;

     - грузоподъемность, кг - 5900;

     - колея, мм - 900;

     - габаритные размеры, мм: ширина - 1350, длинна - 3575, высота - 1550;                                          

     - жесткая база, мм -1 100.

     Скребковые конвейеры используются для выдачи угля из забоев. В проходческих забоях используются конвейера СР-70 и 2СР-70, в добычных забоях используются конвейера «Анжера-30», подробное описание которого приведено в § 1   настоящего проекта.

     Ленточные конвейеры наиболее эффективный и безопасный транспорт. Поскольку  вертикальная схема вскрытия определена фактически пройденными наклонными стволами, выдача угля на поверхность осуществляется конвейерной цепочкой. В данном проекте приведен подробный расчёт магистрального и участкового конвейеров.

2.1 Расчёт  магистрального  ленточного  конвейера

     Данные  для  расчёта  ленточного  конвейера

     –  часовая  производительность,                                  Q_ч = 1500 т / ч

     –  насыпная  плотность  груза,                                      g  = 0,85 т / м             

     –  наибольший  размер  характерных  кусков,              а = 300 мм    

     –  максимальная  длина  транспортирования,               l  = 1500 м            

     –  естественный  угол  откоса  груза,                            r = 35 град  

     –  угол  наклона  конвейера,                                          b = 11 град

     –  скорость  движения  ленты,                                       u_о = 3,2 м / с.

     Согласно  [ 4 ], необходимая  ширина  ленты

                                                     ( 2.1 )

где  Q_ч  - необходимая  часовая  производительность  конвейера;

K- коэффициент  производительности  К= 560  [ 3,  табл. 14.20];

 с   - коэффициент  снижения  площади  поперечного  сечения  насыпного  груза  на  ленте  с = 0,85 [3,  табл. 14.19];

u- скорость  движения  ленты  для  предварительных  расчетов;

 g  - насыпная  плотность  груза  (принимается  по  данным  для  расчёта).

        

     Полученная  по  приёмной  способности  ширина  ленты  должна  быть  проверена  по  кусковатости.

Необходимая  по  кусковатости  ширина  ленты  для  рядового  материала:

     В_к ³ 2а + 200,                                                                                            ( 2.2 )

где   а - наибольший  размер  характерных  кусков.

В_к ³ 2 × 300 + 200 = 800 мм.

Принимается  стандартная  ширина  ленты  В = 1200 мм,  согласно ГОСТ 22 644-77.

Уточняется  скорость  транспортирования:

                                                               ( 2.3 )

где  В- принятая  ширина  ленты,  м.

    

Согласно  ГОСТ 22 644-77  принимается  стандартная  скорость  транспортирования  полезного  ископаемого  V = 3,2 м / с.

Тяговый  расчёт  выполняется  с  использованием  метода  “обхода  контура”  по  точкам  с  учётом  отдельных  видов  распределённых  и  сосредоточенных  сопротивлений  по  трассе  конвейера.

Масса  ленты  на  1 м  длины  конвейера:

                                                                                          ( 2.4 )

где  m_л - масса  1 м ленты,  кг  (для  ленты  типа  2РТЛО-3000  принимается  m_л = 45  кг / м²  согласно  [ 4,  табл. 6]).

     q_л = 1,2 × 45 = 54 кг / м.

Масса  груза  на  1 м  длины  конвейера:

       ,                                                                                 ( 2.5 )

   кг/м.                                                                    

Масса  вращающихся  частей  роликоопор  нагруженной  ветви:

                                                                                       ( 2.6 )

где  - массы  вращающихся  частей  роликоопор  нагруженной  ветви  ленты,

                принимается   = 25 кг,  согласно  [ 3,  табл. 7.11];

- расстояние  между  роликоопорами  нагруженной  ветви  ленты,  принимается  = 1,2 м,  согласно  [ 3,  табл. 7.12]

         кг / м.

Масса  вращающихся  роликоопор  порожней  ветви  ленты:

                                                                                                ( 2.7 )

где   - массы  вращающихся  частей  роликоопор  нагруженной  ветви  ленты,  принимается   = 21,5  кг,  согласно  [3,  табл. 7.11];

          - расстояние  между  роликоопорами  нагруженной  ветви  ленты, 

         принимается  = 2,4  м,  согласно  [ 3,  табл. 7.12]

           кг / м.

     Сопротивление  грузовой  ветви  ленточного  конвейера  определяется  по  формуле:

     W_гр = l × g × {[ (q_г+q_л) cos b+] × +(q_г+q_л) sin b},                             ( 2.8 )

где   b   - угол  установки  конвейера;

 - коэффициент  сопротивления  движению  верхней  ветви  ленты,  принимается  =0,04 ,  согласно  [4,  табл. 4].

     W_гр =1500×9,81{[72,9+37)cos11°+20,8] 0,04+(72,9+37)sin11°}= 304403,2 H. 

Сопротивление  движению  порожней  ветви  определяется  по  формуле:

     W_п = l × g × [ (q_л × cos b+) × - q_л × sin b],                                           ( 2.8 )

где  - коэффициент  сопротивления  движению  нижней  ветви  ленты,  принимается  =0,035 ,  согласно  [ 4,  табл. 6 ].

W_п = 1500 × 9,81 × [(37 × cos11°+9) × 0,035-37 × sin11°] = -80706,4  H.

Сопротивление  движению  в  месте  очистного  устройства:

     W_оч = Р_с.о. × В,                                                                                              ( 2.9 )

где  Р_с.о. - удельное  сопротивление  очистки,  принимается 

Р_с.о. = 500 Н / м,  согласно  [ 4  ].

     W_оч = 500 × 1,2 = 600 Н.

Сопротивление  движению  в  месте  загрузки  конвейера:

     W_заг = 0,1 q_г (-) × g+f × × r × g × к_б +к₉ × l_б ,                                     ( 2.10 )

где   f - коэффициент  трения  груза  о  стенки  металлических  бортов,  принимается  f = 0,35;

h_б  - высота  борта,  принимается  h_б = 1,5 м  согласно  [ 4,  стр. 12];

к_б  - коэффициент  бокового  трения,  принимается  к_б = 0,8;

к₉  - удельное  сопротивление  трению  уплотнительных  резиновых  полос  о  ленту,  принимается  к₉ = 70 Н / м;

l_б  - длина  загрузочных  бортов,  принимается  l_б = 5 м;

- = 2,5 - рекомендуется  принимать  согласно  [4,  стр. 12].

W_заг = 0,1× 72,9 × 2,5 × 9,81+0,35 × 1,5² × 0,85 × 9,81 × 0,8+70 × 5 = 534 Н.

Принципиальная  схема  ленточного  конвейера  приведена  на рис. 2.1.

Рисунок 2.1 – принципиальная  схема  ленточного конвейера

Определяется натяжение ленты в каждой точке контура по формулам:

S₁ = S_сб;

S₂ = S₁ × к_у = S_сб × 1,06;

S₃ = S₂ × W_п = S_сб × 1,06 - 80706,4;

S₄ = S₃ × к_у = (S_сб × 1,06 - 80706,4) × 1,06 = 1,1236 × S_сб – 85548,8;

S₅ = S₄ + W_гр +W_заг = 1,1236 × S_сб - 85548,8+304403,2+534 =

 = 1,1236 × S_сб + 390486;

S₆ = S₅ × к_у = (1,1236 × S_сб + 390486) × 1,06 = 1,191 × S_сб +413915;

S₇ = S₆ + W_оч = 1,191 × S_сб +413915+500 = 1,191 × S_сб +414415;

S₈ = S₇ × к_у  = (1,191 × S_сб +414415) × 1,06 = 1,2625 × S_сб +439280.

Минимальное  натяжение  сбегающей  ветви  ленты  S_{сб min}  у  приводного  барабана  по  условию  исключения  ее  проскальзывания  определяется  по  формуле