Chương V: Vận tải, thoát nước và xây dựng mặt bằng sân công nghiệp
V.2. Vận tải trong lò
V.2.3. Tính toán & kiểm tra các thiết bị vận tải trong lò
1. Vận tải than trong lò chợ và lò song song chân:
Than ở lò chợ qua máng trợt đợc máng cào ở lò dọc vỉa vận tải than vận tải ra cúp xuyên vỉa đá và rót than xuống goòng ở lò dọc vỉa vận tải. Nh vậy để vận chuyển hết khối lợng than khai thác ở lò chợ lớp trụ có sản lợng lớn nhất, ta tiến hành chọn loại máng cào theo công suất yêu cầu: Qyc = 113 T/h.
Căn cứ vào Qyc ta chọn loại máng cào mã hiệu SKAT – 120.
Đặc tính kỹ thuật của máng cào SKAT - 120 là:
- Tiết diện ngang máng cào 0,048 m2. - Năng suất vận tải: 120T/h.
- Tốc độ xích: 0,7m/s.
- Lực kéo đứt xích: 50Tấn
- Điện áp sử dụng : 380 V
- Công suất động cơ: 13 kW
- Tính khả năng vận tải thực tế trong 1 giờ của máng cào.
P = 3600.S.V.Kt.Kh.γ ,tÊn/giê. (4-1) Trong đó
S: Tiết diện ngang của máng cào, S = 0,048. m2. V: VËn tèc xÝch, V = 0,7m/s.
Kt: Hệ số chất đầy máng, Kt = 0,85.
Kh: Hệ số làm việc không điều hoà , Kh = 0,85.
γ: Tỷ trọng than, γ = 1,45 Tấn/m3. Thay sè ta cã:
P = 3600.0,048.0,7.0,85.0,85.1,45 = 126,6 ,T/giê.
- Khả năng vận tải của máng cào trong 1 chu kỳ
Pck = P.Nca.Ttt , tÊn/chu kú (4-2) Nca: Số ca làm việc của máng cào trong1 chu kỳ, Nca = 3.
Ttt: Thời gian làm việc thực tế của máng cào trong 1 ca, Ttt = 4 giờ
⇒Pck = 126,6. 3. 4 = 1519,2 ,T/chu kú
Sản lợng lò chợ lớn nhất trong 1 chu kỳ là 903,12 Tấn. Vậy khả năng vận tải của máng cào trong 1 chu kỳ đảm bảo vận tải hết than khai thác từ lò chợ.
- Tính sức cản chuyển động và kiểm tra độ bền xích + Nhánh có tải:
Wct = L.g [(q0 .f0 + q.f) . Cosα +(q + q0) sinα], N (4-3) q: Khối lợng than trên 1 mét máng cào.
q = 3,6.0,7 64,6
6 ,
3 =
v
P = 26 kg/m
Trong đó:
q0: Khối lợng 1 mét xích và thanh gạt, q0 = 12,5 kg/m.
L: Chiều dài làm việc của máng cào, L = 60m.
g: Gia tốc trọng trờng, g = 9,81 m/s2.
f0: Hệ số ma sát giữa xích và thanh gạt, f0 = 0,25.
α: Góc nghiêng đặt máng cào, α = 00.
f: Hệ số ma sát giữa vật liệu và máng cào, f = 0,3.
Thay sè ta cã
Wct = 60.9,8[(12,5.0,25 + 26.0,3).cos00 + (25 +12,5)sin00] = 6424 (N) + Nhánh không tải
Wkt = L.g(q0.f0.cosα + q0sinα),N (4-4)
= 60.9,8 (12,5.0,25.cos 00 +12,5.sin00)
= 1837,5 (N) - Tính sức căng tại các điểm đặc trng.
Theo phơng pháp đuổi điểm
Sr = S1 = 2000N : Sức căng tại điểm rơi của xích S2 = S1 + Wkt = 2000 +1837,5 = 3837,5 N.
S3 = S2.k , N
k: Hệ số sức cản cục bộ, k = 1,07
⇒ S3 =3837,5.1,07 = 4106 (N)
S4 = S3 + Wct = 4106 + 6424 = 10530 (N) - Tính lực kéo của đĩa xích:
W0 = S4 - S1= 10530 - 2000 = 8530 (N) - Kiểm tra công suất của động cơ:
Ndc = K., kW Trong đó:
K: Hệ số dự trữ công suất, K = 1,1.
v: VËn tèc xÝch, v = 0,7m/s.
η: Hiệu suất của bộ truyền động, η = 0,85 ⇒ Ndc =
85 , 0 . 1000
7 , 0 . 8530 . 1 ,
1 = 7,7 kW
Vậy Ndc= 7,7 kW < 13 kW. Do đó động cơ của máng cào đã chọn thỏa mãn
điều kiện.
- Kiểm tra độ bền xích:
Smax≤ [S] (4-6)
Smax: Sức căng lớn nhất của xích máng cào, theo tính toán Smax = S4 = 10530 (N)
[S] : Sức căng lớn nhất cho phép của xích [S] = , N. (4-6’)
Sđ: Lực kéo đứt xích, Sđ = 22 Tấn = 220000N m: Hệ số dự trữ bền, m = 5.
⇒[S] = = 44000 N > Smax= 10530 N
Vậy xích máng cào đợc chọn đảm bảo an toàn khi vận hành.
2. Vận tải ở lò dọc vỉa vận tải.
a) Chọn phơng tiện vận tải
ở lò dọc vỉa đá và lò bằng xuyên vỉa tầng vận tải sử dụng thiết bị vận tải là tàu điện ác quy mã hiệu 13APR-1 và loại goòng UVG -3,3.
- Đặc tính kỹ thuật của tàu điện 13APR -1:
+ Trọng lợng bám dính: 8,8T + Cỡ đờng ray: 900mm.
+ Tốc độ: 6,8 km/h
+ Lực kéo lâu dài: 1150 kN
+ Tổng cộng suất động cơ: 24,8 kW + Kích thớc : - Dài: 4500 mm
- Réng: 1350 mm - Cao: 1415 mm - Đặc tính kỹ thuật của goòng UVG - 3,3.
+ Dung tích goòng: 3,3 m3. + Trọng lợng: 10,2 T.
+ Cỡ đờng: 900 mm.
+ Đờng kính bánh xe: 350 mm.
+ Kích thớc goòng: - Rộng: 3450 mm.
- Cao : 1320 mm.
+ Cơng cự dài: 1300 mm.
+ Chiều dài nối goòng: 1100 mm.
b) Tính toán vận tải bằng tàu điện ắc quy
- Số goòng cho một đầu tàu theo điều kiện bám dính:
Z ( )( 0,11 )
) 11 , 0 (
0 1
m oct
m oct
a i
W G G
a i
W P
+ + +
−
−
= θ −
, toa Trong đó:
P: Trọng lợng bám dính của đầu tầu, P = 88 kN.
θ : Hệ số bám dính của bánh xe đờng ray, θ = 0,24.
i: Hệ số kể đến sức cản của đờng do độ dốc, i = 0,005.
am: Gia tốc khi nổ máy của đầu tàu, am=0,05 m/s2. Woct:Hệ số sức cản của đầu tàu khi có tải, Woct=0,007.
G0: Trọng lợng goòng, G0= 10,27 T.
G: Trọng lợng hàng trong goòng.
G = v.k.γ = 3,3.0,95.1,45 = 4,55 T = 45,5 kN Thay sè :
Z
) 005 , 0 . 11 , 0 005 , 0 007 , 0 )(
5 , 45 7 , 10 (
) 005 , 0 . 11 , 0 005 , 0 007 , 0 24 , 0 ( 88
1 + + +
−
−
= − = 20 toa
- Số toa goòng theo điều kiện phanh hãm đoàn tàu khi có tải xuống dốc Z
G G
W P i a
P
oct p
+
− −
= +
0 2
. 14 , 0
θ'
Trong đó:
θ' : Hệ số bám dính khi phanh, θ’= 0,2 ap: Gia tèc khi phanh
ap = ] [ 2
2
h
V , m/s2
V: Vận tốc của đầu tầu AM - 8, V = 6,8 km/h = 1,9 m/s.
[h]: Quãng đờng hãm cho phép, [h] = 40 m ap =
40 . 2
9 ,
1 2 = 0,45 m/s2
Thay số vào ta đợc:
Z
5 , 45 27 , 10
007 88 , 0 005 , 0 045 , 0 . 14 , 0
2 , 0 . 88
2 +
− −
= + = 72 toa
- Xác định số toa theo điều kiện đốt cháy động cơ:
Z
−
−
= + P
w w t
F G
G .( n b) 1
0
3 α , toa
Trong đó:
F: Lùc kÐo ®Çu tÇu , F = 1150 kg = 11,5 kN.
α : Hệ số kể tới sự làm việc khi dồn goòng, α = 1,25.
t : Hệ số sử dụng thời gian.
t =
th c
T T
Tc: Thời gian chạy có tải và không tải Tc=
Vtb
l 60
2 =
2 , 2 . 60
1200 .
2 = 18,18 phót l : Chiều dài vận tải, l = 1200 m.
Vtb= 1,15V= 1,15.1,9 = 2,2 m
Tth: Thời gian hành trình của tàu, Tth= Tc+ t’ + td
t': Thời gian ma nơ, t’= 30 phút
td: Thời gian chở hàng bằng quang lật, td= 10 phút Tth= 18 +30 + 10 = 58 phót
Do đó:
t = 58
18 ,
18 = 0,313
wn: Hệ số sức cản đơn vị, wn= 0,06 wb: Hệ số cân bằng sức cản, wb= 0,045 Ta cã:
Z =
−
+ 1,25.0,313(0,06 0,045) 5
, 11 27
, 10 5 , 45
1 = 34 goòng
Nh vậy để đảm bảo điều kiện an toàn cũng nh tăng hệ số độ bền của động cơ đầu tàu và của phơng tiện vận tải ta chọn số goòng cho một đoàn tàu gồm 30 goòng
- Xác định số chuyến tàu trong 1 ca:
N =
2 1 max
. . k Q
k A
dt
, chuyến Trong đó:
k1: Hệ số kể đến sự tăng sản lợng, k1= 1,2.
k2: Hệ số chất tải đầy goòng, k2= 0,9.
Q : Năng suất đoàn tàu.
Qdt=Z.Qtoa , tÊn
Z: Số toa goòng, Z = 30 toa goòng.
Qtoa: Lợng than trong một toa, Qtoa= 3,3.1,45 = 4,785 tấn Qdt= 30.4,785 = 143,6 tÊn
Thay số vào ta có:
N = 143,6.0,9 3 , 1 . 56 ,
451 = 4,5 chuyến
Vậy số chuyến cần vận tải trong một ca là 5 chuyến. Do đó năng suất thực tế của đoàn tàu trong một ca là:
Qtt = 5.0,9.4,875.30 = 646 T/đoàn Số tàu cần thiết cho một chu kỳ ngày đêm:
Nct =
646 12 , 903 . 1 , . 1
=
tt ck
Q A
K = 1,54 đoàn
K: Hệ số dự trữ, K= 1,1
Để thuận tiện cho bố trí ta chọn Nct= 2 đoàn.
- Lập biểu đồ chu kỳ tàu chạy:
T 60.0,75.1,9 1200 .
75 , 0 .
60 =
=
tbc
ct V
l = 15 phót
T 60.0,75.2,2 1200 .
75 , 0 .
60 =
=
tbk
kt V
l = 12 phót
Một chu kỳ tàu chạy là 58 phút, lấy là 60 phút.
Trong đó:
Thời gian chạy có tải lấy 15 phút.
Thời gian chạy tàu không tải lấy 12 phút.
Thời gian dỡ tải 10 phút.
Thời gian chất tải 10 phút.
Thời gian đợi ở ga tránh lấy 13 phút.
Biểu đồ chu kỳ tàu chạy:
65 60 50 55
45 40 35 30 25 20 15 10 5 Dì
tải
Ga tránh
t (phót) L (m)
ChÊt tải 0
3. Tính toán vận tải ở lò xuyên vỉa đá.
Nhằm đảm bảo yêu cầu về đồng bộ thiết bị, và số cấp vận tải trong mỏ là ít nhất để dễ dàng cho việc sửa chữa, thay thế cũng nh hỗ trợ lẫn nhau. Ta chọn thiết bị vận tải ở đờng lò xuyên vỉa giống nh thiết bị ở đờng lò dọc vỉa vận tải.
Các tính toán tơng tự nh tính toán ở lò dọc vỉa vận tải.
4. Vận tải qua giếng đứng.
Vận tải qua giếng đứng là khâu quan trọng nhất trong toàn bộ quá trình vận tải của mỏ. Ta phải tính toán sao cho đảm bảo vận chuyển hết sản lợng của má.
a) Vận tải ở giếng đứng chính
Để vận chuyển than ở giếng chính ta chọn thiết bị vận tải là trục tải Skip. Từ công suất của mỏ là 1.200.000 T/ năm, ta có năng suất yêu cầu của trục tải Skip là:
Qyc= n N
K Am
. . =
16 . 300
5 , 1 . 1000000
= 312,5 T/h Trong đó
N: Số ngày làm việc trong năm, N = 300 ngày.
N: Thời gian làm việc trong ngày của băng tải, n = 16 h.
b) Vận tải đất đá và chở ngời qua giếng phụ vào mỏ V.3. Vận tải mặt bằng.