Nghiên cứu, thiết kế máy máng cào đi kèm máy khấu than có công suất đến 250 tấn giờ

Nghiên cứu, thiết kế máy máng cào đi kèm máy khấu than có công suất đến 250 tấn giờ

BỘ CÔNG THƯƠNG

TẬP ĐOÀN CÔNG NGHIỆP THAN – KHOÁNG SẢN VIỆT NAM

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - TKV

PHẦN I: THUYẾT MINH ĐỀ TÀI

HÀ NỘI - 2007

nghiệp Cơ quan

TKV

6 Nguyên Quốc Tính KS Máy thủy lợi Nt

II.LỰACHỌNPHƯƠNGÁNSẢNPHẨM 15

CHƯƠNG II ĐẶC TÍNH VÀ PHÂN TÍCH YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA MÁNG CÀO 25

I.CÔNGDỤNGVÀĐẶCTÍNH 25

II.CÁCYÊUCẦUKỸTHUẬTCƠBẢNCỦAMÁNGCÀO 28

CHƯƠNG III TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM, THIẾT KẾ MÁNG CÀO 35

I.TÍNHTOÁN 35

II.KẾTCẤUVÀTÍNHTOÁNCÁCBỘPHẬNCỦAMÁNGCÀO 47

III.CƠCẤUDẪNĐỘNGMÁNGCÀO 49

IV.TÍNHTOÁNLỰCĐẨYMÁNGCÀO 52

V.TÍNHTOÁNNHIỆTCHOHỆTRUYỀNĐỘNG 56

VI.KHẢOSÁTCÔNGSUẤT MÁNGCÀOTẠIMỘTSỐGÓCDỐCĐẶCBIỆT 58

TÀI LIỆU THAM KHẢO 80

CÁC PHỤ LỤC Error! Bookmark not defined.

CÁC BẢNG BIỂU LIÊN QUAN

Author by

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 1: Tổng hợp trữ lượng khu vực đánh giá 13

Bảng 2: Số lượng máng cào qua ba năm 2004 và 2005 và 2006 16

Bảng 3: Số lượng và chủng loại máng cào hiện đang sử dụng tại một số mỏ Than Hầm lò 16

Bảng 4: Đặc tính kỹ thuật của máy khấu than MG 150-375-w 19

Bảng 5: Đặc tính kỹ thuật của máng cào SGZ -630/2x110 20

Bảng 6: Đặc tính kỹ thuật của giàn chống ZZ-320/16/25 20

Bảng 7: Đặc tính kỹ thuật một số máng cào cỡ lớn của Trung quốc 33

Bảng 8: Một số loại máng cào khác 34

Bảng 9: Giá trị hệ số cβ 38

Bảng 10: Thông số biên dạng tang xích 48

Bảng 11: Thông số chính đầu dẫn động 49

Bảng 12: Các thông số truyền động của hộp giảm tốc 50

Bảng 13: Bảng thông số chính của máng cào 60

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1: Sản lượng khai thác than Hầm lò theo PA I 10

Hình 2: Sản lượng khai thác than Hầm lò theo PA-II 10

Hình 3: Mô hình máy khấu, máng cào và giàn chống trong lò chợ 26

Hình 4: Hệ thống giàn chống, máy bào và máng cào trong khai thác vỉa mỏng 26

Hình 5: Máng cào, máy khấu và giá thủy lực của hãng JOY 28

Hình 6: Kết cấu của một số loại máng cào 30

Hình 7: Kết cấu của một số loại máng cào theo sơ đồ dẫn động 31

Hình 8: Tiết diện tính toán cho máng cào 37

Hình 9: Mô hình uốn cong của máng cào 40

Hình 10: Sơ đồ tính lực căng trong xích 41

Hình 11: Biểu đồ lực kéo của xích của các trạm 46

TÓM TẮT ĐỀ TÀI

Trong những năm qua, cùng với sự phát triển của ngành công nghiệp Than – Khoáng sản, ngành cơ khí Than đã từng bước phục vụ đắc lực trong công tác chế tạo các phụ tùng, thiết bị phục vụ khai thác than hầm lò Đề tài –

Nghiên cứu thiết kế máng cào đi kèm máy khấu than có công suất đến 250 Tấn/h là một trong những mục tiêu nhằm nâng cao năng lực thiết kế, để chế

tạo các sản phẩm mới phục vụ cho công tác phát triển cơ giới hóa khai thác than trong những năm tới

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài là: Máng cào đi kèm máy khấu than Mục đích nghiên cứu của đề tài: tìm hiểu về máng cào trong lò chợ và hệ thống liên hợp, tính toán thiết kế máng cào, nhằm tự chủ tính toán, từ đó nêu ra các vấn đề nghiên cứu sâu hơn, từng bước hoàn thiện thiết kế hệ thống liên hợp trong khai thác than Trong nội dung nghiên cứu, đề tài đã khảo sát các chủng loại máng cào hiện được đang sử dụng trong mỏ than hầm lò, phân tích đánh giá ưu nhược điểm Đánh giá khả năng áp dụng công nghệ cơ giới hóa trong tương lai, có tham khảo một số tài liệu dự báo khả năng cơ giới hóa khai thác than hầm lò tại Quảng Ninh để xây dựng đối tượng nghiên cứu

Đề tài đã lựa chọn một trong những thiết bị nằm trong hệ thống thiết bị cơ giới hóa đồng bộ khai thác than (Máng cào, máy khấu, giàn tự hành…) Đề tài đã tổng hợp và phân tích đánh giá các nguồn dữ liệu khảo sát, vận dụng các lý thuyết tính toán máng cào, kết hợp khảo sát các mẫu có sẵn, đồng thời ứng dụng tin học để tính toán, kiểm tra xử lý dữ liệu lập bản vẽ Đề tài đã tiến hành tính toán, xây dựng bộ tài liệu thiết kế máng cào Từ tính toán lựa chọn, lập được bộ bản vẽ chế tạo cho máng cào đi kèm máy khấu than (MC630/110-00.00.000L) có chiều dài đến 150m, với năng suất tối đa đến 450 tấn/ giờ, hai xích giữa với vận tốc xích 1.07m/s

Đề tài đã hoàn thành tài liệu thiết kế, xây dựng cơ sở tính toán chung

Author by

cào và một số tính toán khác nhằm hoàn thiện thiết kế Trên cơ sở thực hiện, đề tài đã kiến nghị các hướng phát triển tiếp tục nghiên cứu, với mục đích hoàn thiện sản phẩm và toàn bộ hệ thống

Từ khóa: Máng cào, máy khấu, MC630/110

MỞ ĐẦU

Trước đây, công nghệ khai thác than còn chưa phát triển, công tác khai thác than tại gương lò chủ yếu là khoan nổ mìn Công tác vận chuyển than phải dùng máng cào có công suất nhỏ, Phụ thuộc vào năng suất của lò khai thác, điều kiện địa chất mà sử dụng đến các máng cào có tính năng kỹ thuật phù hợp với yêu cầu Gần đây, với tốc độ phát triển cơ giới hóa của ngành Than, nhiều mỏ đã đưa vào vận hành hệ thống cơ giới hóa khai thác than đồng bộ Com bai khấu than, máng cào, giàn chống tự hành… việc áp dụng đã nâng cao năng suất lao động, an toàn cho công nhân trong các gương lò khai thác Các loại thiết bị này chủ yếu nhập từ Tiệp khắc, Trung Quốc Do sản lượng than khai thác hầm lò đang tăng nhanh, hệ thống cơ giới hóa cũng tăng theo, nên nhu cầu các phụ tùng, thiết bị cũng tăng lên

Để chủ động sản xuất, tận dụng các nguồn lực cơ khí chế tạo trong nước, đẩy mạnh công tác cơ khí hóa sản xuất, chúng tôi đề xuất đề tài nghiên cứu này Việc thiết kế, chế tạo các thiết bị sử dụng cho các mỏ Than Hầm lò, là phù hợp với xu thế Công nghiệp hoá và hiện đại hoá Cơ khí ngành Than mà lãnh đạo Tập đoàn TKV đã đề ra Nhằm mục tiêu, phát triển cơ khí trong nước, làm chủ thiết kế chế tạo các sản phẩm trọn bộ phục vụ ngành than Theo quyết định số 3474 /QĐ-BCN ký ngày 05 tháng 12 năm 2006 của Bộ trưởng Bộ Công nghiệp (nay là Bộ Công Thương), về việc giao kế hoạch

KHCN-2007 cho Viện Cơ khí Năng lượng và Mỏ, tên đề tài: “Nghiên cứu

thiết kế máng cào đi kèm máy khấu than có công suất đến 250 tấn/h”; Trên cơ

sở đó chúng tôi đã thực hiện đề tài

Trong báo cáo này trình bày toàn bộ nội dung nghiên cứu đã thực hiện: các bản vẽ thiết kế của máng cào, báo cáo này gồm 02 tập: Tập I: Báo cáo thuyết minh đề tài; Tập II: Các bản vẽ thiết kế;

Trong quá trình thực hiện, chúng tôi xin chân thành cảm ơn Vụ Khoa học Công nghệ - Bộ Công Thương, Ban Chiến lược, Ban cơ khí, Ban cơ điện, các Công ty than Khe Chàm – TKV, Công ty Than vàng Danh - TKV, cùng tất cả các chuyên gia và các đồng nghiệp trong và ngoài Viện đã nhiệt tình

Author by

Chương I TỔNG QUAN VÀ PHƯƠNG ÁN SẢN PHẨM

I TỔNG QUAN CHUNG

Hiện nay, ở nước ta có hai công nghệ khai thác là công nghệ khai thác hầm lò và lộ thiên Sản lượng khai thác than ở nước ta tăng nhanh khoảng 5 năm gần đây đặc biệt là sản lượng than khai thác hầm lò

Trong Tập đoàn Than - Khoáng sản Việt Nam có 20 mỏ khai thác hầm lò, trong đó có 7 hầm lò có năng suất từ 1 triệu tấn than trở lên gồm các mỏ Mạo Khê, Vàng Danh, Nam Mẫu, Hà Lầm, Mông Dương, Khe Chàm, Dương Huy Hầu hết các mỏ còn lại đã được cải tạo năng suất để đạt mức 300.000 tấn - 800.000 tấn/năm Tỷ trọng than hầm lò trong kế hoạch 2006-2010 sẽ tăng dần từ 45% năm 2006 lên 55% năm 2010 trong tổng sản lượng của tập đoàn

Để thực hiện được sản lượng khai thác than theo quy hoạch đã lập, đòi hỏi các mỏ phải mở rộng diện khai thác và tối ưu hóa các công đọan thực hiện đặc biệt là trong lò chợ, trong đó khâu khấu than là một khâu có tầm quan trọng quyết định đến năng suất của lò khai thác Xuất phát từ thực tế, khi các mỏ than lộ thiên chuyển sang khai thác hầm lò, việc áp dụng cơ giới hóa khai thác than, nhu cầu các chủng loại máng cào có năng suất lớn ngày sẽ tăng cao Theo dự thảo Quy hoạch phát triển ngành than 2006-2015 có tầm nhìn đến năm 2025, sản lượng khai thác than bằng phương pháp khai thác Hầm lò trong những năm tới sản lượng thể hiện qua hình 1 (phương án I - PA cơ sở):

Sản lượng than khai thác theo phương án I - PA thấp

-2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 Năm

Hình 1: Sản lượng khai thác than Hầm lò theo PA I

Như vậy, sau 10 năm sản lượng tăng gấp 2 lần so với hiện nay, tốc độ tăng trưởng sản lượng hằng năm xấp xỉ từ 5% đến 12%/năm Đến năm 2025 sản lượng khai thác sẽ tăng xấp xỉ 2,5 lần so với năm 2007

Sản lượng than khai thác theo phương án II - PA Cao

215

2,10 2

3,8

5 3

365

3,85

4,6

0 4

4,3

5 4

465

4,65 5

5,3

Hình 2: Sản lượng khai thác than Hầm lò theo PA-II

Trong phương án II (phương án cao) năm 2010 sản lượng khai thác là 28400 nghìn tấn; năm 2015là 40.650 nghìn tấn năm 2020 là 48.650 nghìn

I.1.Tình hình khai thác, vận chuyển than tại gương lò

Áp dụng tiến bộ khoa học kỹ thuật vào khai thác như cột chống thuỷ lực đơn các loại, giá đỡ thuỷ lực di động, giàn chống thuỷ lực và đặc biệt là các thiết bị tiên tiến như máy combai đào lò và máy khấu than liên hợp là một tiến bộ vượt bậc trong công nghệ khai thác than ở nước ta Tuy nhiên, việc áp dụng các thiết bị hiện đại như máy khấu than vẫn còn nhiều hạn chế, phụ thuộc vào địa chất, chiều cao vỉa than của từng mỏ, khả năng và điều kiện áp dụng

Trước đây, với tình trạng kỹ thuật và trình độ công nghệ cũ, sản lượng khai thác than hầm lò còn thấp Năng suất lao động 1,5-3 tấn/ca, tốc độ tiến gương còn chậm từ 18 - 25m/tháng, tổn thất than ở các mỏ hầm lò còn lớn Do vậy, các đơn vị trong TKV đang nhanh chóng đổi mới công nghệ, nâng cao năng suất khai thác than tại lò chợ Tuy nhiên, việc áp dụng các công nghệ mới, với các thiết bị tiên tiến còn nhiều hạn chế đối với một số mỏ hiện nay, do điều kiện thực tế của từng mỏ, như lò chợ còn ngắn, vỉa mỏng, trữ lượng ít, cho nên việc áp dụng cơ giới hóa đang ở giai đoạn bắt đầu (xem mục 1.3 chương I)

Hiện nay, một vài Công ty Than Việt Nam đang triển khai một số công nghệ mới có ứng dụng cơ giới hoá khai thác than trong lò chợ, áp dụng thử

1 - Số liệu cụ thể theo Qui hoạch phát triển ngành than VN GĐ 2006-2015…

nghiệm máy com bai, máng cào, với giá đỡ thuỷ lực di động, kết hợp với các thiết bị phụ trợ để phát huy tối đa công suất của máy khấu than như công ty Than Khe chàm, Công ty Than Vàng Danh, Công ty than Nam Mẫu, đã và đang đưa vào khai thác

I.2 Một số vấn đề về trang thiết bị hầm lò

Trong các mỏ than hầm lò lớn ở Việt Nam trước đây đều được Liên Xô cũ thiết kế hoặc thiết kế mở rộng và trang bị các thiết bị đồng bộ do Liên Xô, Ba Lan và các nước XHCN khác sản xuất, gần đây một số thiết bị cũng được nhập từ Trung Quốc với kết cấu và các đặc tính kỹ thuật tương đương của Liên Xô cũ

Trang thiết bị trong ngành công nghiệp Mỏ nhất là các trang bị cho mỏ than hầm lò phải làm việc trong điều kiện hết sức khắc nghiệt mà điển hình là: Nhiệt độ môi trường dao động khá lớn, trung bình từ 5- 300C; có độ ẩm không khí cao; có môi trường nước nhỏ giọt ngày đêm; có các chất khí, hơi và bụi nguy hiểm cháy nổ; có các hóa chất (axit, kiềm) gây ăn mòn cao; có không gian làm việc chật hẹp, tải trọng thay đổi, chịu nhiều va đập và điều kiện bôi trơn thoát nhiệt khó khăn

Ngoài việc phải thực hiện các giải pháp nâng cao tuổi thọ các thiết bị làm việc trong môi trường kể trên, các phụ tùng thay thế phải được chế tạo theo các quy trình hết sức nghiêm ngặt để đảm bảo được chất lượng: tức là để đảm bảo hệ số thời gian sửa chữa và thay thế nhỏ nhất

Trong các thiết bị ở mỏ than hiện nay các thiết bị trong lò chợ là các thiết bị chính để khai thác và đưa than từ gương lò ra các vị trí dỡ than Chúng được sử dụng với hệ số thời gian là lớn nhất: hầu hết các thiết bị phải làm việc cả 03 ca, tải trọng thay đổi, điều kiện bôi trơn, làm mát không đảm bảo Vì vậy, sự cần thiết thay thế phụ tùng và bộ phận nhiều nhất so với các phụ tùng của thiết bị khác

Cùng với sự phát triển của ngành Than thì nhu cầu phụ tùng thay thế

Author by

phù hợp với yêu cầu sản xuất tức là: đạt được chất lượng tương đương với sản phẩm của nước ngoài đã cung cấp Vì vậy, yêu cầu về vật liệu chế tạo cũng như qui trình công nghệ gia công đòi hỏi khá cao

I.3 Khả năng và tình hình áp dụng cơ giới hóa đồng bộ

I.3.1 Đánh giá khả năng áp dụng cơ giới hóa trong khai thác than

Theo kết quả nghiên cứu của dự án(2), khảo sát của Viện Khoa học Công nghệ mỏ thì trữ lượng có thể áp dụng cơ giới hóa được trong vùng Quảng Ninh là tương đối lớn, có khả năng triển khai được trong hiện tại và tương lai Khi đánh giá tại một số khu vực có giới hạn (chưa đánh giá mức khai thác sâu và vùng Đồng bằng Bắc bộ) khả năng cơ giới hóa trong một số vị trí hiện tại thể hiện qua bảng 1:

Bảng 1: Tổng hợp trữ lượng khu vực đánh giá

Đơn vị: 1000 tấn

TT Tên khu vực Mức khai thác

Trữ lượng địa chất

Trữ lượng có khả năng KT cơ giới hóa

2 Vàng Danh -150 ÷ +400 289.881 166.8843 Than Thùng –

Các vùng nói trên đã được đánh giá trên cơ sở các tiêu chí:

- Trữ lượng công nghiệp khu vực lò chợ được khai thác liên tục bằng 1 lò chợ cơ giới hóa không nhỏ hơn 100.000 T

- Có vỉa dốc < 20o

- Chiều dài phương theo lò chợ tối thiểu >100m - Đá vách trực tiếp độ ổn định trung bình, dễ sập đổ - Đá kẹp và than có chỉ tiêu kháng cắt dưới 300 kN/cm2

- Biên độ đứt gẫy trong gương lò nếu có không vướt quá 0.5m - Trụ vỉa bền vững, đá vách thuộc loại nhẹ đến trung bình

Như vậy, với kết quả khảo sát cho ta thấy, khả năng áp dụng cơ giới hóa đồng bộ trong khai thác than là rất cao

I.3.2 Tình hình cơ giới hóa đồng bộ hiện nay

Hiện nay, một số công ty đã đưa vào áp dụng các công nghệ cơ giới hóa vào khai thác than như công ty Khe Chàm, Nam Mẫu, Vàng Danh Số lượng các lò chợ khai thác chưa nhiều Nguyên nhân chủ yếu là do các vỉa than có điều kiện địa chất chưa phù hợp, mỏng và nhiều đứt gãy

Điển hình cho việc áp dụng công nghệ cơ giới hóa đồng bộ là công ty than Khe Chàm năm 2003 đã đưa vào máy khấu than MG-200 W1 đi kèm giá chống thủy lực XDYJF vào khai thác lò chợ Sau đó, công ty đã đầu tư thêm giàn tự hành đi kèm combai khấu than (Thiết bị công nghệ của Trung Quốc) từ năm 2005, hiện nay hệ thống phát huy tốt hiệu quả đầu tư Ngoài ra, năm 2007 công ty than Vàng Danh cũng sẽ đưa vào hệ thống khai thác tương tự trên cơ sở thiết bị giàn chống của Cộng hòa Séc có nội địa hóa phần kết cấu (dự án VINALTA) Dự án này đang tiếp tục triển khai

Như vậy, trong tương lai theo qui hoạch phát triển ngành than, việc cơ giới hóa đồng bộ trong các mỏ than hầm lò sẽ trở thành phổ biến

I.4 Tình hình nghiên cứu máng cào trong và ngoài nước

Với công nghệ tiên tiến, sản xuất chuyên môn hoá cao, máng cào mềm

Author by

nhiều năm nay Các sản phẩm này luôn được nhà chế tạo thay đổi về cả hình thức lẫn kết cấu Các công ty Than thuộc Tập đoàn CN Than - Khoáng sản Việt Nam hiện đang sử dụng nhiều loại máng cào để vận chuyển khai thác than trong các lò chợ Có rất nhiều chủng loại máng cào năng suất khác nhau từ 30 tấn/h, 40 tấn/h, 80 tấn/h và 250 tấn/h Chủ yếu các loại như: SGD-280/11(7.5); SGD-320; SGD-320/18.5; C14M, SKAT80, SGB420/22, SGB 420/30, SGB630 và SGZ110/2 Các loại máng cào này chủ yếu được nhập khẩu từ Trung quốc, Ba lan và một số do Việt Nam chế tạo Các nhà sản xuất nước ngoài đã luôn thay đổi về hình thức lẫn kết cấu, nhằm mục tiêu tối ưu hóa để tiện sử dụng trong các mỏ than hầm lò

Hiện nay, đã có một số đơn vị chế tạo được máng cào như loại máng cào C14M, C11M - Viện Cơ khí Năng lượng và Mỏ -TKV Chế tạo máng cào SKAT80, một số phụ tùng như xích và thanh gạt tại Công ty Cổ phần Cơ khí Mạo khê, khung cầu máng, bánh răng thay thế ở Công ty Cổ phần Cơ khí Uông bí… Máng cào Trung quốc mới được nhập vào Việt nam trong mấy năm gần đây, với nhiều mẫu mã và chủng loại như SGB 420; SGB 620; SGB630… được áp dụng một cách đa dạng tại các công ty than của nước ta Trong nước, do nhiều nguyên nhân nên vấn đề chế tạo mới và cải tiến thiết bị còn chưa được phát huy Từ trước tới nay chủ yếu phát triển theo các dạng mẫu mã của nước ngoài và có cải tiến cho phù hợp Trong nước chưa có đơn vị nào thiết kế và chế tạo máng cào cỡ lớn (máng cào đi kèm máy khấu than)

II LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN SẢN PHẨM

II.1 Đặc điểm tình hình sử dụng máng cào và nhu cầu thị trường

Qua khảo sát, số lượng nhu cầu máng cào hàng năm của Than Việt nam là rất lớn Về số lượng hằng năm cần trên 300 chiếc các loại Bảng sau cho ta thấy nhu cầu máng cào qua ba năm 2004, 2005 và 2006 (3) như sau:

(3) Nguồn Kế hoạch cơ điện vận tải năm 2004 và 2005

Bảng 2: Số lượng máng cào qua ba năm 2004 và 2005 và 2006

TT Số lượng 2004 2005 2006

1 Tổng số hiện có đến 31/12 năm

Số lượng máng cào sử dụng tại các mỏ là rất lớn, tuy nhiên mỗi đơn vị lại chọn riêng một số chủng loại khác nhau

Qua điều tra khảo sát tại một số Công ty Than hầm lò lớn tại Quảng Ninh (Mông dương, Hà lầm, Khe chàm, Thống nhất, Mạo khê, Vàng Danh và Quang Hanh) cho thấy tình hình sử dụng máng cào như sau:

Bảng 3: Số lượng và chủng loại máng cào hiện đang sử dụng tại một số mỏ Than Hầm lò4

TT Tên đơn vị Ký hiệu Nơi SX

C.suất (kW)

Chiều dài ( m)

Số lượng

(ch)

I Công ty than Khe Chàm

1 Máng cào SGZ630/ 2x110 Trung Quốc 2x110 150 01

1 Máng cào SKAT-60 Viện Máy mỏ 15 292,5 62

2 " SKAT-60 Viện Máy mỏ 18 366,4 3

Author by

TT Tên đơn vị Ký hiệu Nơi SX

C.suất (kW)

Chiều dài ( m)

Số lượng

(ch)

3 " SKAT-60 Viện Máy mỏ 18,5 762,7 13

4 " SKAT-60 Viện Máy mỏ 22 290 5

1 Máng cào SKAT-80 Ck Mạo Khê 18,5 100 8

2 Máng cào SGB 420/30 Trung Quốc 30 100 42

3 " SGB 620/40 Trung Quốc 40 100 8

V Cty than Mạo Khê

1 Máng cào SKAT-80 Ck Mạo Khê 15 80 107

2 Máng cào C- M I I Ck Mạo Khê 11 60 08

VI Cty than Mông Dương

3 Máng cào SGZ 420/22 Trung Quốc 22 80 05

4 Máng cào CP-70 Liên Xô 45 x 2 150 04

VII Cty than Quang Hanh

1 Máng cào SGB 420/22N Trung Quốc 22 80 21

3 " SGB-320/17 Trung Quốc 17 80 01

TT Tên đơn vị Ký hiệu Nơi SX

C.suất (kW)

Chiều dài ( m)

Số lượng

(ch)

4 " SKAT-80 CĐ Uông Bí 18,5 80 14

5 " SKAT-80 CK Mạo Khê 18,5 80 04

6 " SKAT-80 CK Mạo Khê 22 50 03

7 " SKAT-80 CK Mạo Khê 30 50 03

8 " SKAT-80 CĐ Uông Bí 30 50 10

9 " SKAT-80 CĐ Uông Bí 22 50 02

VIII Cty than VD

1 Máng cào SKAT-80 CĐUB & MK 15-22 50 147

I X Cty than Hạ Long

1 Máng cào SGD-420/22 Trung Quốc 22 80 09

2 Máng cào SGD-320/17 Trung Quốc 17 80 42

3 Máng cào SGD-280/ 7.5 Trung Quốc 7.5 80 23

X Cty than Hòn Gai

1 Máng cào C-14 M Viện CKNL 15 120 02

2 Máng cào SKAT-80 NM CKMK 15 80 61

4 Máng cào SGD-280/ 7.5 Trung Quốc 7.5 40 06

XI Cty than Uông Bí

2 Máng cào SGD-420/22 Trung Quốc 22 80 51

3 Máng cào SGD-420/30 Trung Quốc 30 80 21

XII Công ty XDM

Author by

TT Tên đơn vị Ký hiệu Nơi SX

C.suất (kW)

Chiều dài ( m)

Số lượng

(ch)

2 Máng cào CP- 70 Liên Xô 30 80 01

3 Máng cào SGD-280/11C TQuốc 11 60 02

II.2.Đặc tính kỹ thuật của hệ thống liên hợp tại mỏ than Khe chàm

Tổ hợp thiết bị chính của công nghệ khai thác cơ giới hoá đồng bộ bằng máy khấu combai kết hợp với giàn chống thủy lực tự hành gồm các thiết bị chính sau đây ( hệ thống do Trung Quốc sản xuất):

1) Máy khấu than

Máy khấu than được sử dụng là loại máy khấu có mã hiệu MG 150/375-W; MG 200-W1; đặc tính kỹ thuật của máy khấu than MG 150/375-W được trình bày trong bảng 4

Bảng 4: Đặc tính kỹ thuật của máy khấu than MG 150-375-w

TT Thông số Đơn vị tính Chỉ tiêu

(Đặc tính kỹ thuật chi tiết của một số loại máy khấu than của Trung Quốc hiện

đang được áp dụng rộng rãi, được trình bày ở phần phụ lục)

2) Máng cào lò chợ

Máng cào lò chợ được sử dụng là loại có mã hiệu SG630/2x110; SGZ 630/2x110 và SGD-630/2*110 Đặc tính kỹ thuật của máng cào SGZ -

-630/2x110 được trình bày trong bảng 5 Đặc điểm nổi bật của các loại máng cào này là có khả năng uốn cong theo gương lò

Bảng 5: Đặc tính kỹ thuật của máng cào SGZ -630/2x110

TT Tên thông số Đơn vị tính Chỉ tiêu

Bảng 6: Đặc tính kỹ thuật của giàn chống ZZ-320/16/25

TT Tên thông số Đơn vị tínhChỉ tiêu

2 Chiều cao kết cấu giàn chống m 1,6 ÷ 2,6 3 Chiều rộng giàn chống m 1,42 ÷ 1,59 4 Hành trình tiến gương m 0,6 ÷ 0,7

5 Lực chống ban đầu của giàn chống kN 2532 (31,5Mpa) 6 Lực chống đỡ của giàn chống kN 3200 (39,8Mpa)

8 Áp lực dung dịch nhũ hoá từ trạm

Để có một dây chuyền khai thác phát huy tối ưu, tối đa công suất của máy khấu than, thì phải có một dây truyền khai thác đồng bộ gồm các thiết bị

Author by

Các thiết bị khác còn có hệ thống bơm sương mù, cầu chuyển tải, băng tải… không đề cập ở báo cáo này

II.3 Phân tích một số đặc tính của máng cào hiện có:

Trên cơ sở các số liệu đã khảo sát, tham khảo thực tế tình hình sử dụng máng cào hiện nay, báo cáo có các nhận xét tổng quan sau đây:

+ Ưu điểm: Dễ lắp đặt và thay thế khi sửa chữa, phù hợp với điều kiện

vận tải trong lò Nhìn chung, các máng cào sản xuất theo kiểu của Ba Lan,

Liên Xô, Việt Nam đều đảm bảo yêu cầu kỹ thuật để sử dụng trong các mỏ than hầm lò, kết cấu đơn giản dễ gia công chế tạo tại các nhà máy trong Tập

đoàn, đáp ứng được yêu cầu nhanh chóng, kịp thời cho sản xuất than mỏ

Máng cào C M14 do Viện Cơ khí Năng lượng và Mỏ -TKV chế tạo: Hộp giảm tốc có kích thước chuẩn khả năng lắp lẫn cao, độ bền các chi tiết như bánh răng, trục trung gian có tuổi thọ cao Thành cầu máng được hàn táp 02 tấm chịu lực vào phía trong nên tăng độ cứng của thành máng Bánh răng lai xích có độ cứng cao, chịu mài mòn tốt

Máng cào SKAT- 80 do Công ty Cơ khí Mạo Khê chế tạo độ bền cao, chất lượng ổn định Động cơ phòng nổ YBA-160L do Trung Quốc chế tạo có mô men khởi động lớn, vỏ đúc bằng thép chịu va đập khi vận chuyển trong lò

+ Nhược điểm:

- Máng cào do Trung Quốc sản xuất: Thanh gạt hay bị uốn cong và nhanh bị mòn hỏng Mắt xích hay bị đứt mối nối hàn và bị biến dạng mắt xích Lòng máng nông nên trong quá trình vận chuyển than hay bị tràn ra hai bên Khả năng lắp lẫn thấp

- Xích và cầu máng cào do Việt Nam sản xuất thường bị mài mòn nhanh so với của nước ngoài vì độ cứng thấp Một số máng cào bánh răng lai xích cũng hay bị mài mòn nhanh Việc bôi trơn ở Ru lô đuôi chưa thuận tiện Hộp giảm tốc không có thước kiểm tra dầu Động cơ điện dùng động cơ phòng nổ do Công ty Việt Hung chế tạo có mô men khởi động thấp, vỏ chế tạo bằng gang hay bị vỡ trong quá trình vận chuyển, tính lắp lẫn thấp

- Khung đầu máy: liên kết giữa bộ phận phân tách xích và đè xích với khung đầu máy là liên kết hàn, bộ phận này thường xuyên hư hỏng nên phải vận chuyển khung đầu máy ra khỏi lò để sửa chữa

- Máng cào CP-70M do Liên Xô sản xuất nặng, cồng kềnh vận chuyển trong lò khó khăn

1 Máng cào có năng suất nhỏ và trung bình

Đây là dòng máng cào do Việt Nam chế tạo theo các mẫu của Balan, của Trung Quốc hoặc của Ba Lan với năng suất từ 30 tấn/ giờ đến 80 tấn/giờ:

+ Kiểu cũ: C11M;C14M, SKAT80

+ Kiểu mới: SGD-280/11; SGD-320; SGD-320/18.5; SGB 420/30

* Các loại máng cào kiểu cũ có các nhược điểm sau:

- Phương pháp nối cầu máng cào bằng các bu lông nên công tác tháo lắp thường khó khăn và gây chậm tiến độ Không cho phép uốn theo phương dọc và ngang Chính vì vậy mà chúng không thích hợp sử dụng trong các điều kiện địa chất không ổn định

- Ngoài ra, do chế tạo thủ công bằng các phương pháp hàn nên cầu máng có chất lượng không ổn định Thường nặng và mòn vẹt không đều

- Thông thường, hộp giảm tốc 3 cấp, bánh răng côn xoắn lắp nối tiếp và cặp bánh răng có vận tốc nhanh đầu trục động cơ nên kết cấu cồng kềnh Nhược điểm là ồn và tuổi thọ của cặp bánh răng côn cong thấp

* Máng cào kiểu mới: Chủ yếu nhập từ Trung Quốc

Máng cào loại SGD ra đời đã khắc phục được một số nhược điểm của loại máng cào ở mục 1 nói trên

- Hộp giảm tốc hành tinh làm tăng tuổi thọ của cặp bánh răng côn cong máng cào Kết cấu gọn nhẹ, so với loại cùng công suất

- Cầu máng có kết cấu tháo lắp nhanh, và có thể tự lựa theo nền lò Phương pháp cán nóng kim loại đã tạo ra biên dạng gờ mép của cầu máng được đồng đều và cho phép chế tạo chúng với giá thành thấp, tăng tuổi thọ

- Nhờ có lắp phanh lên đầu động cơ, nên công nhân vận hành có thể

Author by

2 Máng cào loại trung bình lớn

Một số lò chợ hiện nay đã đưa vào khai thác các chủng loại máng cào có công suất trung bình kết hợp với giá chống thủy lực di động Có công suất đạt từ 150 tấn như: SGB620/40S; SGB620/55G; SGB620/55S và đến 200 tấn như: SGB630/1lOBS Tuy nhiên, hiện nay ở các công ty than sử dụng không nhiều.

3 Máng cào cỡ lớn dùng kết hợp với Combai

Máng cào lò chợ được sử dụng là loại có mã hiệu SG630/2x110; SGZ 630/2x110 và SGD-630/2x110 trong tổ hợp với Combai khấu hoặc máy bào than Với các lò chợ có chiều dài gương khi thác từ 100-200m, năng suất của máng cào được tính theo năng suất của máy khấu, thông thường đạt 300 -900 tấn/giờ

-Đây là loại máng cào có thể uốn phù hợp với điều kiện địa chất và tiến gương tự động khi khấu than Kết cấu vững chắc để Com bai khấu than có thể di chuyển dễ dàng trên nó Mặt khác, chúng được thiết kế thích hợp với hệ thống giàn chống tự hành để xi lanh tiến gương của giàn chống kết nối và cùng di chuyển

Về số lượng, máng cào loại này chỉ tại các gương lò khai thác than bằng máy khấu than như: Khe Chàm, Vàng Danh

4 Kết luận: Trong tương lai, với việcphổ biến công nghệ cơ giới hóa

đồng bộ khai thác nhu cầu máng cào có công suất lớn đến 250 tấn/ giờ đến 900 tấn/ giờ là rất lớn chủ yếu phục vụ cho cơ giới hóa khai thác than

- Về công nghệ chế tạo: Có thể xem xét để chế tạo được từ nguồn lực

các công ty cơ khí trong Tập đoàn và một số nhà máy khác - Ý nghĩa trong sản xuất cơ khí:

+ Phục vụ được công tác sửa chữa và thay thế chủng loại sản phẩm

này hiện đang có nhu cầu

+ Tạo những sản phẩm mới để thúc đẩy cơ khí than phát triển + Tạo tiền đề cho việc nghiên cứu và chế tạo các sản phẩm tương tự

- Nhược điểm:

- Số lượng theo nhu cầu thấp

- Công nghệ chế tạo phức tạp trong điều kiện hiện nay, khả năng gây nhiều phế phẩm trong việc thử nghiệm

Phương pháp nghiên cứu: trên cơ sở một vài chủng loại sản phẩm của nước ngoài, lựa chọn xây dựng tài liệu thiết kế cho sản phẩm, tính toán kiểm nghiệm các thông số cơ bản sản phẩm, hoàn thiện thiết kế

Dự kiến sản phẩm của đề tài như sau:

- Tên gọi và ký hiệu: MC630/2-110 (Máng cào mỏ) - Công suất, kW: 110

- Chiều dài vận chyển,m 150 - Vận tốc xích, m/phút: 1,07

- Góc dốc làm việc tối đa, 0: 20 - Năng suất, Tấn/giờ 250-450

- Các loại máy khấu có thể đi kèm được như MG200W1 của Trung

Author by

Chương II ĐẶC TÍNH VÀ PHÂN TÍCH YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA MÁNG CÀO

I CÔNG DỤNG VÀ ĐẶC TÍNH I.1.Công dụng và nguyên lý làm việc

Trong công nghệ cơ giới hóa khai thác than, máng cào đóng một vị trí rất quan trọng Ngoài tính năng vận chuyển đất đá, máng cào còn làm hệ thống trượt cho máy khấu than di chuyển trên nó, đồng thời giữ mối liên kết với giàn tự hành (nếu áp dụng công nghệ mới) tạo thành một hệ thống vững chắc Ngoài ra, máng cào cũng được dùng đi kèm với máy bào than để khai thác các vỉa mỏng Hình 3 mô tả kết cấu và nguyên lý làm việc của máng cào trong hệ thống khai thác

ChiÒu dµi lß chî

Giàn chống tự hành

Đường lò cửa

Khai thác xong

Máng cào Máy khấuĐường

lò gió

- Giá đỡ thuỷ lực

2- Máng cào

3- Máy khấu

Hỡnh 3: Mụ hỡnh mỏy khấu, mỏng cào và giàn chống trong lũ chợ

Với cỏc lũ chợ cơ giới húa hiện nay, năng suất của mỏng cào được tớnh theo cỏc chỉ tiờu cụng nghệ của vỉa than và năng suất làm việc của mỏy khấu

Năng suất khấu than tựy vào độ cứng của than, chiều dày vỉa và hệ số sử dụng mỏy Mỏng cào được tớnh toỏn thiết kế sao cho phự hợp với mỏy khấu than và chiều dài lũ chợ Hiện nay, đối với một số vỉa than ở nước ta chiều dài bỡnh quõn của lũ chợ là 120m – 160m, chiều dày vỉa từ 2.2m -3,7m, vỡ vậy đề tài chọn mụ hỡnh thiết kế là mỏng cào cú cụng suất khoảng 250-450 tấn/h, chiều dài tớnh toỏn thiết kế 150m

Hỡnh 4: Hệ thống giàn chống, mỏy bào và mỏng cào trong khai thỏc vỉa mỏng

I.2 Phương phỏp khai thỏc dựng giàn chống tự hành và mỏy khấu than

Phương thức khai thỏc dựng giàn chống tự hành và mỏy khấu liờn tục (cơ giới húa) đang được sử dụng rộng rói ở cỏc nước tiờn tiến trờn thế giới như Nhật bản, Trung Quốc, Nga và Ba lan Cơ sở của phương phỏp khai thỏc này, chớnh là phương phỏp sử dụng dàn chống tự hành: cột thủy lực và xà

Hơn nữa, không cần thời gian di chuyển chống giữ lò, thời gian máy hoạt động kéo dài có khả năng khấu than liên tục, năng suất khai thác rất cao

Do thời gian di chuyển chống giữ lò rất ngắn, khoảng cách vì chống (giàn chống) rất hẹp, khoảng trống của nóc hầu như không có, cho nên nóc không thể bị sụt, bị sập, tính an toàn cao

Sử dụng phương pháp này tuy chi phí đầu tư thiết bị và thời gian xây dựng lò tăng, nhưng sản lượng lớn và năng suất cao

1) Điều kiện tự nhiên áp dụng có hiệu quả dàn chống tự hành

Trong việc khai thác than, dùng giàn chống tự hành để chống lò, cần có những điều kiện tự nhiên như sau:

(1) Phải là vỉa than có độ dốc dưới 200 (2) Vỉa than phải dày, từ 2m trở lên

(3) Vỉa than ổn định (không có phay, đứt gãy, phình, co ) (4) Kẹp mỏng, không có nham thạch và đá kẹp

(5) Nóc và trụ tốt (nóc và trụ là lớp đá) (6) Vỉa than không ngậm nước

(7) Không có nguy hiểm như: bục khí, lở mỏ

(8) Đảm bảo để vỉa có thể khai thác liên tục, lâu dài (ít nhất là nửa năm)

2) Những điều lưu ý khi chọn thiết bị khai thác

Về việc chọn thiết bị khai thác cần được chọn theo các điều kiện sau: (1) Máng cào lò chợ phải đủ công suất chuyển than của máy khấu (2) Giữa máy khấu và máng cào phải đảm bảo không gian vận chuyển tốt

(3) Máy khấu phải đảm bảo công suất đã định

(4) Phải có đủ không gian giữa xà giàn chống tự hành và mặt trên của máy khấu

(5) Thiết bị phải gọn gàng đáp ứng kịp thời khi có thay đổi độ dốc của vỉa

(6) Thiết bị cũng phải đáp ứng sự thay đổi của chiều dày vỉa

3) Mô hình diện khai thác

Phương pháp khai thác lò chợ dài, nhìn chung được dùng cho khai thác diện khai thác bằng 2 đường lò đá dọc vỉa và gương lò chợ Trong đường lò đá người ta gọi: đường lò nông hơn là đường lò trên (lò vai) đường lò sâu hơn là đường lò sâu (đường lò dưới)

Chiều dài gương lò chợ thường: 100m ~ 250m Đường lò dưới được sử dụng làm đường lò gió vào, đường lò vận tải Còn đường lò trên được sử dụng làm đường lò cung cấp vật liệu, đường lò gió ra

Hình 5: Máng cào, máy khấu và giá thủy lực của hãng JOY

II CÁC YÊU CẦU KỸ THUẬT CƠ BẢN CỦA MÁNG CÀO II.1.Đặc tính kỹ thuật chung

Trong hệ thống cơ giới hóa, máng cào là thiết bị phải làm việc với cường độ cao nhất,

- Vừa vận tải than vừa làm nền cho máy khấu di chuyển

Có thời gian làm việc ổn định từ 1 – 3 năm

Vì vậy, các bộ phận làm việc thường mau mòn và chóng hỏng Trong số các chi tiết của máng cào tang dẫn động là chi tiết quan trọng nhất có biên dạng hình học phức tạp yêu cầu cao về độ chính xác dẫn động xích, vật liệu chế tạo có yêu cầu cao về độ chống mài mòn, độ cứng bề mặt và độ dẻo cao

+ ti- số lượng tương đương các chu kỳ tác động của tải trọng

Để xác định được mEK cần phải biết trị số mi và ti cho nấc đồ thị phụ tải được biểu diễn, phần nào của số lượng tổng các chu kỳ có tải trọng lớn nhất

Để xác định tải trọng tương đương khi tính toán bền các chi tiết của máng cào cần thiết lập biểu đồ chế độ tải trọng của chi tiết tuân theo chế độ làm việc cơ bản của động cơ

Đối với máng cào đi kèm máy khấu than, chu kỳ làm việc chia thành 3 giai đoạn [11]: Khởi động To, giai đoạn làm việc T1 và giai đoạn không tải T2 Giai đoạn làm việc sử dụng công suất trung bình Giai đoạn khởi động không quá 0,5% và giai đoạn không tải 10- 15% so với toàn bộ chu kỳ làm việc

II.2 Các kết cấu chung của máng cào trong hệ thống liên hợp

Hình 6 mô tả chung về kết cấu máng cào đi kèm máy khấu than được áp dụng trong các gương khai thác hiện nay

Hình 6: Kết cấu của một số loại máng cào

Author by

a Một trạm dẫn động; b Hai trạm dẫn động 1 đầu; c Hai trạm dẫn 1 phía; d 3 trạm dẫn động; e 4 trạm dẫn động

Hình 7: Kết cấu của một số loại máng cào theo sơ đồ dẫn động

Kết cấu trên hình 7 gồm: đầu, đuôi máy; máng quá độ đầu và đuôi; máng đặc biệt đầu và đuôi; máng giữa; máng điều chỉnh xích; bộ phận liên kết với giá; bộ phận lắp thanh răng cho máy khấu di chuyển Kết cấu của máng cào đảm bảo cho máy khấu có thể di chuyển trên đó một cách an toàn; Ngoài ra, liên kết giữa đầu, máng giữa, đảm bảo máng cào có thể tiến gương từng đoạn theo các chu kỳ khấu

Gồm: đầu- đuôi máy, máng quá độ đầu- đuôi, máng đặc biệt đầu- đuôi, máng giữa, máng điều chỉnh chiều dài và các linh kiện khác

1 Bộ truyền động đầu- đuôi máy: đây là phần động lực của máng cào

gồm: bánh răng lai xích, trục nối tiếp bánh răng, khung, tấm nối tiếp, tấm chắn than, bộ tách xích, tấm đệm, thành chắn, bộ giảm tốc, ca bô, khớp nối, miếng đè xích… Ngoài ra, bộ truyền động đầu máy còn có cụm phanh Động cơ điện liên kết với bộ giảm tốc thông qua khớp nối, chúng được bắt chặt vào khung đầu- đuôi máy bằng bu lông Trong quá trình lắp đặt máng cào trong lò chợ động cơ điện- bộ giảm tốc được lắp đặt về phía phá hỏa

a, Khung đầu- đuôi máy: Gồm các tấm thép hàn lại với nhau Trên

khung đầu máy có vị trí lắp bộ tách xích Hai bên đều có vị trí lắp giá đỡ thuận lợi cho việc lắp bộ truyền động Phía sau có hai chốt định vị thuận lợi cho việc lắp máng quá độ

b, Hộp giảm tốc: Thông thường là hộp giảm tốc 3 cấp gồm: 1 cặp bánh

răng côn, 1 cặp bánh răng nghiêng và 1 cặp bánh răng thẳng Vỏ bộ giảm tốc có kết cấu đối xứng nên có thể đảo chiều lắp theo yêu cầu bên phải hoặc trái

của máng cào tùy theo yêu cầu sử dụng

c, Vỏ bảo vệ cụm truyền động và bích nối tiếp: Vỏ bảo vệ cụm truyền

động do vỏ ngoài, nắp tản nhiệt, bích nối động cơ và bích nối bộ giảm tốc hợp thành, có tác dụng liên kết bộ giảm tốc với động cơ và lắp đặt cụm phanh hãm

d, Bánh răng lai xích: nắp vòng bi, gối đỡ, trục, gioăng làm kín, vòng

bi, … có tác dụng truyền động lực Tùy vào loại máng cào bố trí xích giữa hay hai bên sẽ có kết cấu của bánh lai xích

e, Trục nối bánh răng: Là bộ phận truyền động từ hộp giảm tốc sang

bánh răng lai xích Khi lắp trục nối tiếp cần chú ý sự đồng tâm giữa bánh răng trong và bánh răng ngoài

f, Khớp nối: Khớp nối có các ưu điểm sau: giảm dao động trong quá

trình truyền động, rút ngắn thời gian khởi động của động cơ, bảo vệ quá tải cho động cơ và các bộ phận truyền động khác Tuy nhiên, trước đây vấn đề này rất quan trọng thường sử dụng khớp nối thủy lực, hiện nay công nghệ truyền động điện đã giải quyết được và sử dụng khớp nối hình sao nên ít cồng kềnh hơn

g, Bộ tăng xích: Có tác dụng điều chỉnh độ căng của xích, gồm cụm

phanh và móc tăng xích Trong quá trình sử dụng má phanh sẽ bị mài mòn, vì vậy cần kiểm tra độ mài mòn của má phanh Cần chú ý trong quá trình tăng xích hai mắt xích hai bên được móc tương xứng với nhau Khi dùng động cơ điện để tăng xích, sau khi sử dụng phanh hãm chắc chắn rồi thì dừng động cơ

Author by

lại mới được tiến hành tăng xích Sau khi tăng xích xong tiến hành tháo cụm phanh ra và lấy tấm nắp đậy lại

h, Miếng đè xích: Được lắp ở bên trong của khung đầu- đuôi máy, có

tác dụng chống nhảy xích và làm cho xích luôn ăn khớp với bánh răng

e, Bộ tách xích và tấm đệm: Khung đầu- đuôi máy có vị trí lắp tấm hớt

than, bộ tách xích và tấm đệm

2 Máng quá độ: Máng quá độ được định vị với khung đầu máy bằng

chốt và được bắt chặt bằng bu lông Máng quá độ liên kết với máng giữa (hoặc máng điều chỉnh) bằng chốt Thành chắn và miếng hớt than của máng quá độ được định vị bằng chốt và được bắt chặt bằng bu lông

3 Máng giữa: Về cơ bản hai loại máng này giống nhau chỉ khác nhau

về chiều dài Hai cầu máng được nối với nhau bằng chốt ante và cho phép uốn cong 3o theo cả phương ngang và phương thẳng đứng, hai bên máng có thể lắp miếng hớt than và thành chắn than

4 Xích máng cào- Thanh gạt: Mỗi đoạn xích có lắp sẵn thanh gạt (3

đoạn xích+ 3 thanh gạt) với khoảng cách 860mm - 1032mm Đi kèm theo máng cào còn có các cặp đoạn xích với các mắt lẻ 3, 5, 7 và 9 dùng để tăng xích

Thông thường mối hàn của mắt xích (mắt xích nằm mối hàn hướng vào tâm máng, mắt xích đứng ở mặt trên hướng lên trên), thanh gạt (ở mặt trên có hình chữ T, bề dày ít sẽ đi trước) và bu lông (đầu bu lông đi trước)

5 Thành chắn than và tấm kẹp: Đầu- đuôi và các cầu máng đều được

lắp thành chắn than Thành chắn có tác dụng không để than trên máng tràn ra ngoài

6 Miếng hớt than: Có tác dụng hớt than vào máng cào khi máng cào

Chiều dài xuất xưởng

Chiều dài lv

Năng suất

Vận

tốc Động cơ

Khối lượng TT Tên gọi (m) (m) t/h m/s CS Điện áp

8 Phương thức lắp xích Xích kép ở giữa máng Xích đơn ở giữa máng

Author by

Chương III TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM, THIẾT KẾ MÁNG CÀO

I TÍNH TOÁN

I.1.Năng suất của lò chợ cơ giới hóa

Năng suất của lò chợ cơ giới hóa phụ thuộc vào tốc độ khấu than của máy khấu (trên cơ sở điều kiện địa chất, chiều dày vỉa và độ cứng của than, đất đá kẹp) Tham khảo một số loại máy khấu hiện có đang sử dụng hiện nay, năng suất của lò chợ có thể đạt 2.000 tấn -4.000 tấn/ca Tốc độ di chuyển của máy khấu thông thường đạt 0-6m/phút, khi độ cứng than đất đá f <3.5

+ Nếu như dùng Combain hoặc máy khai thác khác mà vẫn dùng máng cào thì trong trường hợp này tính toán năng suất của máy liên hợp (Combain) QK khi dùng cùng máng cào:

= vLh

QKK (Tấn/ giờ) (III-1)-[11] Ở đây:

- vk- tốc độ tiến của Combain được phép về mặt kỹ thuật (m/phút) Theo một số tài liệu nước ngoài tốc độ khấu đạt 0-6m/phút

- L: chiều sâu cắt, m (0.63)

- h: Chiều cao khấu, m (2m-2,4m)

- ∂ ’= 1,2- 1,3, trọng lượng thể tích của than, T/m3 (than liều khối)

Theo tính toán trên năng suất của máy khấu có thể đạt 250-450 tấn/h + Hệ số quá tải: So với các máng cào có thành đối xứng, máng cào đi kèm máy khấu than có 01 thành để làm tăng độ cứng vững và làm gối cho bánh của Combai di chuyển Vì vậy, diện tích lòng máng chứa vật liệu tăng lên so với thông thường (Xem hình 8) Hệ số quá tải được xác định theo thực tế đạt 1,4 Khi khai thác theo các vỉa dốc theo phương ngang làm tăng lượng

vật liệu chất lên cầu máng Vì vậy, khi tính toán đề tài chọn tăng công suất 450 tấn/h cho phù hợp với thực tế

+ Ngoài ra, nếu khấu than theo sơ đồ con thoi hướng di chuyển của Combai có một chiều cùng chiều với máng cào Vì vậy, công thức (III-2) cần thay thế vận tốc di chuyển tuyệt đối của xích bằng vận tốc tương đối Tức là, vận tốc thực tế của máng cào gia tăng khi combai khấu chạy ngược chiều

'60' vk

v = ± (m/s) ( III-3)-[11]

Dấu (+) khi dịch chuyển ngược nhau

Dấu (-) khi dịch chuyển cùng chiều giữa xích và combain

Lập tài liệu thiết kế trên cơ sở mẫu, với kích thước và hình dáng đã có Tuy nhiên, phải tính toán dựa theo một số thông số đã chọn và các chế độ lắp ghép phù hợp với đặc tính kỹ thuật của chúng Trên cơ sở tham khảo một số máng cào sử dụng trong cơ giới hóa, phù hợp với điều kiện Việt nam và năng suất của máy khấu Đề tài chọn mẫu thiết kế như sau:

Các thông số tính toán:

- Năng suất tính toán tối đa: 450 tấn/h - Vận tốc tính toán max: 1,07m/s; - Chiều dài tính toán: 140-150m; - Chiều rộng tối đa: 630mm; - Chiều dài cầu máng: 1500mm;

- Vật liệu chuyên chở: Than nguyên khai, đá; - Số xích kéo 02;

- Góc dốc tối đa 200

I.2.Tính toán chung cho máng cào

I.2.1 Năng suất của máng cào

Máng cào đặt ở khâu vận chuyển và làm giá đỡ cho máy khấu di chuyển, nằm trong hệ thống thiết bị cơ giới hóa khai thác than Do đó năng

Author by

suất của máng cào thường chọn theo năng suất của thiết bị khai thác Chọn năng suất tối đa 450 tấn/giờ, cho vật liệu chuyên chở là than có lẫn đất đá kẹp Trong số các kích thước cơ bản của máng cào thì chiều cao, chiều rộng của máng là cơ bản nhất Kích thước này sẽ xác định bề mặt tiết diện vật liệu trên máng cào cũng như kích thước tối đa của “đống” vật liệu được chất lên máng Máng cào là một khâu trong thiết bị vận tải than do máy khấu khai thác ra, vì vậy khả năng thông qua (tải) của nó cần chẳng những phù hợp với năng suất của các máy khấu than, mà còn phải có dự phòng cho trường hợp quá tải, khó khăn khi làm việc trong lò; Nhưng cũng không cho phép mức dự trữ khả năng làm việc quá lớn, vì như vậy sẽ làm tăng giá thành của thiết bị

I.2.2 Tiết diện máng nhánh công tác

Năng suất của máng cào phụ thuộc tiết diện máng Fo(m2), tốc độ chuyển động của xích v (m/s), hệ số điền đầy ψ = 1 và trọng lượng riêng của vật liệu γ = (1.2-1.3 t/m3) ở thể tơi vụn (giả thiết máng cào vận chuyển than và có lẫn đất đá, γ = 1,25 t/m3:

0.0933600 .3600.1, 07.1,07.1, 25

vγ ψ

Vận tốc chuyển động của máng cào có thể lấy trong khoảng 0,6 đến 1,1m/s; hệ số chở đầy ψ phụ thuộc vào góc nghiêng đặt máng, tính chất bám dính của vật liệu vận chuyển với máng, khi tính toán có thể lấy ψ= 0,9- 1,1

Một kích thước quan trọng của tiết diện máng là chiều rộng B, có thể xác định theo công thức

.3600 .

k QB

+ Q- năng suất max, 450 t/h

+ v- vận tốc tuyệt đối của xích, 1,07 m/s

+ γ- trọng lượng riêng của vật liệu thể tơi; 1,25 t/m3;

+ cβ- hệ số sử dụng tiết diện, phụ thuộc góc nghiêng và độ tơi vụn của vật liệu vận chuyển, lựa chọn theo bảng 9:

Giả sử trong trường hợp xấu nhất là máng cào phải chở than lên dốc với góc dốc đến 20o

c vβ ψ

Theo các mẫu nghiên cứu có thể chọn chiều rộng máng cào bằng 630 mm, chiều cao hữu ích của máng bằng 113mm

Author by

I.2.3 Xác định lực cản chuyển động và công suất động cơ

1 Trường hợp máng cào đặt trên tuyến thẳng

W =g L q f +q f c β± +q q s β , N (III-8) qo- trọng lượng 1m xích kể cả thanh gạt, kg/m;

L- chiều dài máng cào, m;

Dấu (+) ứng với lên dốc; dấu (-) ứng với xuống dốc

Hệ số ma sát f1 của xích với máng có thể lấy (5)

Đối với máng cào hai xích

Có gờ hướng xích 0,25 – 0,35 Hệ số ma sát f2 của vật liệu với máng có thể chọn

Than đá trượt trên máng 0,3 – 0,5

Lực cản chuyển động của các đĩa xích có thể lấy bằng 10% tổng lực cản của hai nhánh Do đó tổng lực cản của máng cào được tính toán theo công thức III-10:

5 - Bảng 4.2 trang 151 [1]

[ 12 ]

W = W +W = Lg q f β+q f β±β , N (III-10) Thay các giá trị vào ta có:

b, Xác định sơ bộ công suất động cơ theo Wo

Khi đã xác định tổng lực cản Wo và biết vận tốc chuyển động của xích là v, công suất động cơ sẽ là:

η- hiệu suất của trạm dẫn

2 Sức cản phụ khi uốn cong máng cào để di chuyển

a, Lực cản chuyển động

Khi dịch chuyển dần máng cào từ tuyến cũ sang tuyến mới xích kéo chuyển động theo đường cong Ở đoạn cong đó xích kéo thêm tải trọng phụ do ma sát giữa xích với thành máng

Để làm sáng tỏ phương pháp tính toán này ta xét máng cào đặt nghiêng một góc β và xích uốn cong trong mặt phẳng nằm ngang một góc 2αo, xem hình 9