CHƯƠNG V VẬN TẢI VÀ THOÁT NƯỚC
V. 2.3 - Phân tích và chọn thiết bị vận tải, tính toán và kiểm tra thiết bị vận tải
tải trong các đường lò, lò chợ, lò vận chuyển chínhtrong các đường lò, lò chợ, lò vận chuyển chính…
1. Vận tải trong lò chợ.Vận tải trong lò chợ.
Lò chợ có góc dốc trung bình
Lò chợ có góc dốc trung bình α = α = 171700
a) Năng suất của máng càoNăng suất của máng cào
- Năng suất vận tải yêu cầu của lò chợNăng suất vận tải yêu cầu của lò chợ
đ ng
đ ng
yc T
k Q A
−
= − .
, tấn/h, tấn/h.. Trong đó:
Trong đó:
AAng-đng-đ - Sản lượng ngày đêm của gương lò chợ, A - Sản lượng ngày đêm của gương lò chợ, Ang-đng-đ = 1448 = tấn/ng-đ.tấn/ng-đ.
k - Hệ số không đồng đều trong khai thác, k = 1, k - Hệ số không đồng đều trong khai thác, k = 1,22..
TTng-đng-đ - Thời gian làm việc ngày đêm của tuyến vận tải, T - Thời gian làm việc ngày đêm của tuyến vận tải, Tng-đng-đ = 16h. = 16h.
Thay số ta được:
Thay số ta được:
===108,6
===108,6 tấn/h.
- Năng suất kỹ thuật của máng cào là 150 T/hNăng suất kỹ thuật của máng cào là 150 T/h Vậy với Q
Vậy với Qmcmc = 150 T/h > Q = 150 T/h > Qycyc = 108,6 = 108,6 T/h T/h
Như vậy với sản lượng yêu cầu thì máng cào SGB – 630/220 đảm bảo yêu Như vậy với sản lượng yêu cầu thì máng cào SGB – 630/220 đảm bảo yêu cầu vận tải.
cầu vận tải.
b) Sức cản chuyển độngSức cản chuyển động
- Nhánh có tải:
Công thức xác định:
WCT = L . g [(q.f1 + q0.f). + (q +q0) . sin] ; N Trong đó :
L- chiều dài công tác của máng cào; L = 150m g- Gia tốc trọng trường ; g = 9,8m/s2
q- khối lượng than trên 1m chiều dài lòng máng; kg/m q = = =39 , kg/m
Qmc- khả năng vận tả1 trong 1h của máng cào, Qmc = 150 T/h v- vận tốc dịch chuyển của xích, v = 1,07m/s
SV: Nguyễn Thiên Cường 162 Lớp: Khai thác H – K57
f1- hệ số ma sát giữa than và lòng máng, f1 = 0,5 f- hệ số ma sát giữa xích và thanh gạt, f= 0,25 q0- khối lượng xích và thanh gạt, q0 = 12,5 kg/m
- góc dốc đặt máng , = 17o Thay số vào công thức:
WCT=150.9,8[(23.0,5+12,5.0,25).cos17o + (39+12,5).sin17o] = 42 693 N
- Nhánh không tải:
Công thức xác định:
WKT = L.g(f.cos + sin)qo ; N Thay số vào công thức:
WKT = 150.9,8(0,25.cos17o + sin17o) .12,5 = 9 765 N c. Sức căng
Tính theo nguyên tắc đuổi điểm có :
Sr = S1 - Sức căng tại điểm rời của xích S2 = Sr + WKT = S1 + WKT
S3 = K.S2 ; K- hệ số sức căng, k = 1,05 S4 = S3 + W CT
Theo tính toán phần trên : WCT> 0
WKT> 0
S1 = Sr = Smin = 2000.n ; N
Trong đó : n- số xích; n = 1 => S1 = Sr = Smin = 2 000 N S2 = S1 + WKT = 2 000 + 9 765 = 11 765 N S3 = 1,05 . S2 = 12 353 N
S4 = S3 + WCT = 12 353+ 42 693 = 55 046 N d. Lực kéo của đĩa xích:
Lực kéo của đĩa xích được xác định theo công thức : W0 = S4 -S1 = 55 046 - 2 000 = 53 046 N e. Kiểm tra độ bền của xích máng cào:
M =
Trong đó: Sd – lực kéo đứt xích, Sđ = 980 kN
Smax – Sức căng lớn nhất của xích , Smax = S4 = 55 046 N Thay số ta được:
M = 980.103/ 55 046 = 17,8 g. Kiểm tra công suất động cơ :
N§C = ; kW
SV: Nguyễn Thiên Cường 163 Lớp: Khai thác H – K57
Trong đó :
Kdt- hệ số dự trữ công suất, Kdt = 1,1
V- Tốc đọ di chuyển của xích máng , V = 1,07 m/s W0- Lực kéo đĩa xích, W0= 53 046
N- Hiệu suất đọng cơ; N = 0,9 Thay Số ta được:
N®c = =69 kW
Như vậy xích máng cào đã chọn đảm bảo khi vận hành
2.
2. Vận tải ở lò vận chuyển chính mức -Vận tải ở lò vận chuyển chính mức -202000
Than trong lò chợ được đưa đến lò song song chân, tại đây chọn phương tiện vận tải là máng cào
Năng suất vận tải yêu cầu
ngđ yc
ngđ
A k
Q T
−
−
= ×
Trong đó:
Ang-đ - Sản lượng ngày đêm của gương lò chợ, Ang-đ = 1448 tấn/ng-đ.
k - Hệ số không đồng đều trong khai thác, k = 1,2.
Tng-đ - Thời gian làm việc ngày đêm của tuyến vận tải, Tng-đ = 16 h.
6 , 16 108
2 , 1 . 1448
× =
=
=
−
− đ ng
đ ng
yc T
k Q A
( T/h)
Chọn thiết bị vận tải ở lò song song chân là máng cào SGB 620/40T có các thông số kỹ thuật sau:
Bảng đặc tính kỹ thuật của máng cào SGB 620/40T ST
T
Bộ phận Thông số Đơn vị Giá trị
Mã hiệu - SGB 620/40T
SV: Nguyễn Thiên Cường 164 Lớp: Khai thác H – K57
1 Máng cào
Năng suất Tấn/giờ 150
Chiều dài thiết kế m 120
Tốc độ xích m/s 0,86
Chiều rộng máng mm 620
2 Động cơ
Mã hiệu - DSB - 40
Công suất Kw 40
Tốc độ quay Vòng/phút 1470
Điện áp định mức V 380/660
3 Xích
Quy cách: Xích vòng mm 18 × 64 Khoảng cách tâm của
hai giây xích
mm 500
Lực kéo đứt KN 320
Khối lượng 1m xích Kg/m 18,88
4 Khớp nối thủy lực
Mã hiệu - YCXD – 400S
Công suất Kw 40
Dung tích Lít 6,85
Dung môi làm việc - Nước sạch
5 Cầu máng
Kích thước mm 1500×620×180
Khối lượng Kg 153
* Kiểm tra khả năng vận tải của máng cào
• Xác định lực cản chuyển động của máng cào
- Đối với nhánh có tải
Băng tải đặt tại đường lò song song chân có góc dốc 3 ÷ 5%, vận tải xuống dốc, lực cản chuyển động nhánh có tải được xác định:
( ) ( )
[ . cosβ sinβ . cosβ sinβ ]
.
. 1 − + 0 2 −
=gL q f q f
Wct , N.
Trong đó:
L- Chiều dài công tác của máng cào; L = 150m
SV: Nguyễn Thiên Cường 165 Lớp: Khai thác H – K57
g- Gia tốc trọng trường ; g = 9,8m/s2
q- Khối lương than trên 1m chiều dài lòng máng; kg/m q = = =39 , kg/m
Qmc- khả năng vận tải trong 1h của máng cào, Qmc = 150 T/h v- vận tốc dịch chuyển của xích, v = 1,07m/s
f1- hệ số ma sát giữa than và lòng máng, f1 = 0,5 f- hệ số ma sát giữa xích và thanh gạt, f= 0,25 q0- khối lượng xích và thanh gạt, q0 = 12,5 kg/m - góc dốc đặt máng , = 2,5o
Thay số vào công thức:
WCT=150.9,8[(23.0,5+12,5.0,25).cos2,5o + (39+12,5).sin2,5o] = 42 693 N - Nhánh không tải:
Công thức xác định:
WKT = L.g(f.cos + sin)qo ; N Thay số vào công thức:
WKT = 150.9,8(0,25.cos2,5o + sin2,5o) .12,5 = 9 765 N
• Lực căng xích tại các điểm đặc trưng của máng cào
W v
ct
Wkt
4
1 3
2
Ta có sức căng tại điểm rời đĩa xích là:
S1 = Sr = 3.500N
S2 = S1 + Wkt = 3.500 + 3.368 = 6.868, N S3 = 1,05 . S2 = 1,05×6.868 = 7.212, N S4 = S3 + Wct = 7.212 + 8.829 = 16.041 , N
SV: Nguyễn Thiên Cường 166 Lớp: Khai thác H – K57
• Lực vòng trạm dẫn động
W0 = S4 - S1 + 0,05×( S4 + S1)
W0 = 16.041– 3.500 + 0,05×(16.041 5 + 3.500) = 13518,05 N
• Công suất động cơ: 1000.η
. W0.v k
N = dt
, kW.
Trong đó:
kdt - Hệ số dự trữ công suất trạm dẫn động kể đến các lực cản cục bộ chưa tính toán đầy đủ, kdt = 1,15 ÷ 1,3 chọn kdt = 1,2.
W0 - Lực vòng trạm dẫn động, W0 = 13518,05N.
v - Tốc độ chuyển động của xích, v = 0,86m/s.
η - Hiệu suất truyền động, η= 0,8.
Thay số ta được:
0 13518, 05 0,86
1, 2 17, 44
1000 1000 0,8
dt
W v
N k kW
η
× ×
= × = × =
× ×
.
• Kiểm tra độ bền của xích
Điều kiện kiểm tra: Smax ≤[ ]S
Trong đó:
Smax - Lực căng xích lớn nhất thực tế của một xích, N.
n S S
x .λ
max max =
, N.
[ ]S - Lực căng cho phép của một xích máng cào, N.
[ ] m S = Sđ
, N.
Với: Smaxx - Lực căng lớn nhất của bộ xích, max 4
16041 Sx =S = N
λ - Hệ số phân bố tải không đều giữa các xích, λ = 1,2.
n - Số xích kéo trong máng cào, n = 2.
SV: Nguyễn Thiên Cường 167 Lớp: Khai thác H – K57
Sđ - Lực kéo đứt xích theo quy định nhà chế tạo, Sđ = 320.000N m - Hệ số dự trữ bền cho xích máng cào, m = 5.
Thay số ta được:
max max
16041 1, 2
9624,6 2
Sx
S N
n λ
× ×
= = =
[S] = = 64000 N
Như vậy: Smax< [S] → Xích máng cào đảm bảo độ bền.
3. Vận tải ở lò vận chuyển chính mức -200Vận tải ở lò vận chuyển chính mức -200 a. Lựa chọn thiết bị vận tải
a. Lựa chọn thiết bị vận tải
Vận tải ở lò dọc vỉa vận tải và lò xuyên vỉa vận tải mức -200 sử dụng hình Vận tải ở lò dọc vỉa vận tải và lò xuyên vỉa vận tải mức -200 sử dụng hình thức vận tải bằng đoàn tàu. Phương tiện vận tải là tàu điện AM-8 và goòng 3 tấn thức vận tải bằng đoàn tàu. Phương tiện vận tải là tàu điện AM-8 và goòng 3 tấn HG-Z.
HG-Z.
Bảng V.2 - Thông số kỹ thuật của tàu điện AM-8.
Bảng V.2 - Thông số kỹ thuật của tàu điện AM-8.
TTTT Thông số kỹ thuậtThông số kỹ thuật Đơn vịĐơn vị Giá trịGiá trị
11 Cỡ đườngCỡ đường mmmm 900900
22 Lực kéo đầu tầuLực kéo đầu tầu NN 2.4182.418 33 Vận tốcVận tốc Km/giờKm/giờ 7,57,5 4
4 Công suấtCông suất KWKW 2.4182.418
55 Kích thước (dàiKích thước (dài×rộng×rộng×cao)×cao) mmmm 4.5004.500×1.350×1.350×1.415×1.415 b. Tính toán vận tải bằng đoàn tàu
b. Tính toán vận tải bằng đoàn tàu
- Số goòng hợp lý cho một đầu tàu được xác định bởi công thức:Số goòng hợp lý cho một đầu tàu được xác định bởi công thức:
0 min .
G G n Qg
= +
, chiếc.
, chiếc.
Trong đó:
Trong đó:
G - Trọng tải của goòng, G = 3 tấn.
G - Trọng tải của goòng, G = 3 tấn.
SV: Nguyễn Thiên Cường 168 Lớp: Khai thác H – K57
GG00 - Khối lượng goòng không tải, G - Khối lượng goòng không tải, G00 = 1,1 tấn. = 1,1 tấn.
Q
Qg.ming.min - Trọng lượng đoàn goòng nhỏ nhất tính theo các điều kiện sau - Trọng lượng đoàn goòng nhỏ nhất tính theo các điều kiện sau
• Trọng lượng đoàn goòng được đầu tàu kéo lên dốc, đảm bảo bám dính Trọng lượng đoàn goòng được đầu tàu kéo lên dốc, đảm bảo bám dính không bị quay trượt trên đường.
không bị quay trượt trên đường.
8,1541 04,0110 57.5,1
24,01000 .110 141 5,1
.1000
0
=
−
××= ×++
++ −
= PQđtg ai ω
ψ
tấn
• Trọng lượng đoàn goòng theo điều kiện hãm xuống dốcTrọng lượng đoàn goòng theo điều kiện hãm xuống dốc Qg = Pđt., tấn
Trong đó:
Pđt - Trọng lượng đầu tàu, Pđt = 14 tấn.
ψ - Hệ số bám dính bánh xe với đường khi có rắc cát ψ = 0,24.
ω0 - Hệ số lực cản chuyển động, ω0 = 7.
- Hệ số bám dính bánh xe với đường khi có rắc cát. = 0,17 i - Hệ số cản dốc, i = 5.
Fld - Lực kéo đầu tàu sinh ra ở chế độ lâu dài, Fld = 1.008 tấn.
α - Hệ số tăng nhiệt do làm mát không thuận lợi khi manơ, dồn toa, khi hãm động, α = 1,15 ÷ 1,25 chọn α = 1,2.
τ - Hệ số đặc trưng chế độ làm việc của đầu tàu, τ = 0,25.
a - Gia tốc, a = 0,05m/s2.
B - Lực hãm đầu tàu, B = 3.360 tấn
v - Tốc độ tàu lúc bắt đầu hãm, v = 3,3m/s.
Lh - Quãng đường hãm của tàu, Lh = 40m.
Như vậy: Qg.min = 154,8 tấn.
Thay số xác định số goòng cho một đầu tàu:
SV: Nguyễn Thiên Cường 169 Lớp: Khai thác H – K57
1 32 , 1 3
8 , 154
0 min
. =
= +
= + G G n Qg
chiếc.
- Thời gian chuyến (chu kỳ vận tải) θ + + + +
= c ct kt d
ck t t t t
T
, phút.
Trong đó:
tc - Thời gian chất tải đoàn tàu, tc = 29phút.
tct - Thời gian chạy trên đường theo hướng có tải, tct = 7phút.
tkt - Thời gian chạy trên đường theo hướng không tải, tkt = 8phút.
td - Thời gian dỡ tải đoàn tàu, td = 21phút.
θ - Thời gian dừng tàu trong chu kỳ, θ = 10phút.
Thay số ta được:
75 10 21 8 7
29+ + + + =
ck = T
phút.
- Số đầu tàu phục vụ cho mỏ
Số đầu tàu phục vụ cho mỏ được xác định theo nguyên tắc đảm bảo vận chuyển hết khối lượng mỏ yêu cầu.
Năng suất kỹ thuật
Qkt = .Ng.G (tấn /ng.đ) Trong đó:
Tngđ – Thời gian làm việc của đoàn tàu trong ngày đêm Tnđ – 3.(Tca – Tgc – Tdt) = 3.(8-0,5-0,35) = 21,5(h) Thay số ta cú:
Qkt = = 1745 (tấn/ng.đ) Năng suất sử dụng của đoàn tàu
Qsd = Qkt . ktg, (tấn /ng.đ)
SV: Nguyễn Thiên Cường 170 Lớp: Khai thác H – K57
Trong đó:
ktg - Hệ số sử dụng thời gian làm việc của đoàn tàu, ktg =0,8 Vởy:
Qsd = 1745.0,8 = 1396 (tấn/ng.đ) -Số đầu tàu và toa tầu phục vụ cho mỏ
Số chuyến của các đoàn tàu phải thực hiện trong ngày đêm:
R = (chuyến/ng.đ) Trong đó:
Ayc – Khối lượng vận tải yêu cầu, (tấn/ng.đ) Ayc = = = 5000 (tấn/ng.đ)
Kdt – Hệ số dự trữ chuyến tàu kể đến các đoạn tàu làm việc không như kế hoạch, kdt = 1,1
Thay số ta có:
R = = 54 (chuyến/ng.đ)
Số chuyến tàu một đoàn thực hiện trong ngày đêm là:
r = Tngđ / Tck = 21,5.60/75 = 17,2 chuyến Lấy r = 17 chuyến
Số đầu tầu đảm bảo vận chuyển hết khối lượng yêu cầu.
Nđt = R/r = 54/17 = 3,2 ( chiếc) Số đầu tầu trong danh sách.
Nđt – ds = kdt.Nđt = 1,2.2,7= 3,8 (chiếc) Lấy hệ số dự trữ kdt = 1,2
Chọn Nđt-ds = 4 chiếc
Số goòng cần thiết để vận tải hết khối lượng yêu cầu:
Ng = Z.Nđt = 32.3= 96 chiếc Số goòng trong danh sách.
Ng-ds = kdt.Ng = 1,5 . 96 =144 chiếc
SV: Nguyễn Thiên Cường 171 Lớp: Khai thác H – K57
Kdt - hệ số dự trữ kể đến số toa hư hỏng, trong tình trạng sửa chữa, kdt = 1,5
Vậy với 4 đoàn tầu, mỗi đoàn gồm 32 chiếc.Số chuyến trong một ngày đêm là 17 chuyến sẽ đảm bảo sản lượng theo yêu cầu
4. Vận tải ở giếVận tải ở giếngng đứng đứng
a) Vận tải ở giếng đứng chính
Để vận tải ở giếng chính đảm bảo sản lượng An = 1,5 triệu tấn/ năm, đồ án chọn phương tiện vận tải ở giếng đứng chính là hệ thống tời trục với 2 thùng skip có cáp nối đuôi dỡ tải đáy.
-Năng xuất giờ của thiết bị trục
Ah= . ; . T N
A Kp n
(T/ giờ ) Trong đó :
Kp : Hệ số dự trữ của trục ; KP = 1,5
An : Sản lượng năm của mỏ, An= 1,5.106 (T/năm) N: số ngày làm việc trong năm , N=300 ngày
T = 20 giờ : Số giờ cụng tỏc của thiết bị trục khoỏng sản trong 1 ngày đờm
Ah= . ; . T N
A Kp n
=375T/h -Trọng lượng khoáng sản được trục đồng thời
Qđt =
;
4. ,
3600 h H t+ A
(tấn) Trong đú :
H: Chiều cao trục : H = Hg + Hch + Hb = 290 (m) Hg : Chiều sâu giếng : Hg =260 m
Hch : Chiều cao chất hàng của Skíp ở bun ke trục Hch = 10 m Hb : Chiều cao buồng tiếp nhận , Hb = 20m
SV: Nguyễn Thiên Cường 172 Lớp: Khai thác H – K57
t : thời gian tớnh đến sự chất và dỡ thựng trục ,t= 150s Qđt == 8,74
Căn cứ vào Qđt = 8,74 tấn đồ án chọn loại tời trục JH-14 của Trung Quốc sản xuất và thùng Skip.
Đặc tính kỹ thuật của tời trục JH-14 trong bảng V-3
Bảng V-3: Đặc tớnh kỹ thuật của tời trục JH-14
STT Cỏc thụng số kỹ thuật Đơn vị Số lượng
1 Chiều dài Mm 2030
2 Chiều rộng Mm 680
3 Chiều cao Mm 815
4 Trọng lượng khụng cú cỏp Kg 1400
5 Lực kéo KG 21300
6 Tốc độ quấn cáp m/s 12,2
7 Đường kính cáp Mm 55
8 Cụng suất động cơ kW 2x2000
9 Tốc độ động cơ v/ph 740
Chọn thùng skip cố định 11m3 cú tải trọng 12,1 tấn và tải trọng cả múc 15,4 tấn.
b) Vận tải ở giếng đứng phụ
Giếng phụ có nhiệm vụ vận chuyển đất đá thải do quá trình đào lò chuẩn bị cũng như vận chuyển một số thiết bị khác phụ vụ sản xuất.
Giếng đứng phụ được trang bị tời trục ậÂ-25 do Liên Xô(cũ) sản xuất có các đặc tính kỹ thuật sau:
Bảng V-4. Đặc tính kỹ thuật của tời trục ậÂ-25..
STT Cỏc thụng số kỹ thuật Đơn vị Số lượng
1 Chiều dài Mm 2200
2 Chiều rộng Mm 1070
3 Chiều cao Mm 1100
4 Trọng lượng Kg 2400
5 Lực kéo KG 14000
6 Tốc độ quấn cáp m/s 3,2
SV: Nguyễn Thiên Cường 173 Lớp: Khai thác H – K57
7 Đường kính cáp Mm 35
8 Công suất động cơ kW 320