Где: µ2 – коэффициент трения стали по породе, (0,35 – 0,5); g – вес скрепера, 500 кг.;w3– сопротивление перемещению канатов по почве, н

W₃ = 2 * L * P * µ₂ =2 * 50 * 2,23 * 0,5 =111,5 Н

где: P – вес 1 м головного каната, 2,23 кг; L – длина доставки, 50 м; W₄– Сопротивление от натяжения хвостового каната лебедки, Н

W₄=500 Н

Сила тяги каната при перемещении груженого скрепера, Н

F_гр = (W₁ + W₂ + W₃ + W₄) * K_с=(1584 + 200 + 111,5 + 500) * 1,3 = 3114,15 Н

где: К_с – коэффициент неучтенных сопротивлений (1,2 - 1,4).

Сила тяги каната при перемещении порожнего скрепера, Н

F_пор = (W₂ + W₃ + W₄) * K_с= (200 + 111,5 + 500) * 1,3=1054,95 Н

Мощность двигателя, кВт.

при движении груженого скрепера.

где: к_з – коэффициент запаса мощности (1,1 – 1,15); η – к.п.д. скреперной лебедки (0,85 – 0,9)

при движении порожнего скрепера.

Как показывает расчет выбранная скреперная лебедка 55ЛС–2С удовлетворяет требованиям.

Сменная эксплуатационная производительность одной лебедки составит:

где: Т_см– продолжительность смены; k_и – коэффициент использования оборудования, принимаем k_и=0,7.

Схема транспортировки руды по штреку скреперной лебедкой 55ЛС – 2С при последовательном скреперовании приведена на рис.3.7.2.

Рисунок 3.7.2. - Схема транспортировки руды по штреку скреперной лебедкой 55ЛС–2С при последовательном скреперовании.

Производительность скреперования при последовательной работе лебедок, по схеме одновременной работы через одну (при одновременной работе четырех лебедок – сначала работают лебедки №№1 и 3 потом №№ 2 и 4), снижается более чем в 2 раза.

Для дальнейших расчетов принимаем среднюю производительность последовательного скреперования 120 т/смену.

Расчет производительности люка.

При люковой погрузке руды из блокового рудоспуска на откаточном штреке производительность люковой погрузки составит:

Время загрузки состава, мин, без пересцепки вагонов определяем по формуле:

t_с = n(t_о + t_в + t_пер)=5(1,62+0,3)= 9,6 мин,

где n - число вагонов в составе; t_о + t_в - нормируемое время за­грузки одного вагона, мин. Для опрокидных вагонеток емкостью 1,3 м³ составляет 1,62 мин; t_пер = 0.17 - 0.34 - время на пере­становку вагонов, мин.

Производительность блока при люковой погрузке, при работе одним составом, т/смену:

Q_л = 60*n*V_в*  (T_см - Т_пз)/[t_с + t_р)(1 + k_от)] ,

где V_в - вместимость вагона, м³; Т_пз = 0.17 час - время на подготовительно-заключи­тельные операции; t_р - время замены состава под погрузкой, мин (при обслуживании блока одним составом t_р - время рейса); k_от = 0.1 - коэффициент, учиты­вающий отдых люкового;  - насыпная плотность руды в вагоне, т/м³.

Q_л = 60*10*1,3* 1,76 (7 – 0,17)/[9,6 + 12)(1 + 0,1)]=394 т/смену

Локомотивная откатка.

Откаточный штрек гор.+250 м оборудуется рельсовыми путями с колеей 750 мм. С целью повышения производительности откатки, в качестве основного оборудования применяются: аккумуляторный электровоз 8АДС и опрокидные вагонетки ВО-1,3 с колеей 750 мм. Технические характеристики электровоза 8АДС и вагонетки ВО-1,3 приведены в таблицах 3.21., 3.22.

Таблица 3.21 – Характеристика электровоза 8АДС

№№	Наименование параметра	Ед. изм-ния	Значение параметра
1	Сцепной вес,	т	8
2	Номинальное напряжение,	v	110; 132
3	Часовая сила тяги,	Н	11172
4	Часовая скорость,	км/ч	6,2; 6,8
5	Минимальный радиус кривизны,	мм	7000
6	Емкость аккумулятора,	кВ*ч	48,4; 58
7	Мощность тягового двигателя,	кВ	11*2
8	Межосевое расстояние,	мм	1100
	Тяговая высота	мм	320; 430
	Диаметр круга при качении колеса	мм	680
	Ширина колеи	мм	600; 762; 900
	Габаритные размеры длина*ширина*высота: Для ширины колеи 600 мм Для ширины колеи 762 мм Для ширины колеи 900 мм	мм	4336*1050*1600 4336*1212*1600 4336*1350*1600
	Способ управления		Сопротивление, усечённая волна
	Способ торможения		Механический

Горная масса, откатывается к рудоспуску расположенному в квершлаге №4 и перепускается в приёмный бункер скипового наклонного ствола № 2 и далее поднимается на поверхность по существующей схеме.

Расчет электровозного транспорта

Максимальная производительность пунктов погрузки:

Q₁ = 120 т/смQ₂= 120 т/см

Максимальные расстояния откатки:L₁ = 0,45 кмL₂= 0,65 км

Средневзвешенная длина откатки:

км

Вес порожней вагонетки 0,9 т или

Вес груженого вагона или 3,54 т. Где: 1,3*19,9=25,87 кН или 2,64 т - вес руды в вагоне.

Насыпная плотность руды ρ=γ/k_p

где: γ=2,64т/м³ - объемный вес руды; k_p- коэффициент разрыхления руды - 1,5.

ρ=γ/k_p=2,64/1,5=1,76 т/м³ или 19,9 кН/м³

Вес груженого состава

или 17,7 т

где: n_в - число вагонеток в составе.

Вес состава по условию трогания груженого поезда на подъем без буксования:

где: Р_сц - сцепной вес электровоза, 78,4 кН; ω – удельное сопротивление при начале движения состава. При емкости вагонеток до 1,6 м³, для груженых вагонеток принимается равным 10 даН/т, для порожних – 12 даН/т; j_п – минимальное ускорение состава при трогании с места, принимается равным 0,03 м/сек²; Ψ – коэффициент сцепления колес с рельсами,для сухих рельс, покрытых песком, раздавленным в результате предыдущей поездки Ψ =0,14-0,18; i – спрямленный откаточный уклон, для новых горизонтов рекомендуется принимать равным 3-5 ‰.

Таблица 3.22 - Технические характеристики вагонетки ВО-1,3

№№	Наименование параметра	Ед. изм-ния	Значение параметра
1	Вместительность кузова	м^3	не более 1,3
2	Грузоподъемность	т. с.	не более 3,9
3	Колея	мм	600; 750
4	Диаметр колеса по ободу катания	мм	300
5	Тип сцепки		крюковая
6	Высота оси сцепки от уровня головки рельса	мм	330
7	Жесткая база	мм	550
8	Габаритные размеры, не более:
	длина по буферам	мм	2700
	ширина	мм	1015
	высота от уровня головки рельса	мм	1275
9	Масса	кг	не более 900

Возможное число вагонов в составе:

вагона.

Вес состава по условию торможения груженого поезда при движении под уклон с выключенными двигателями:

кН.

где: j_т– замедление при торможении поезда.

м/с^2.

Определяем силу тяги по двигателям :

F=g*(Q+P)*(W_oi+110*a)_сц=9,8*(22,2+8)(10+3+110*0,03)1000*0,2*8=48242800

Определяем массу прицепной части поезда по условиям допустимого нагрева тяговых двигателей:

, кН.

, кН.

где: F_дл– длительная сила тяги, при которой тяговые двигатели не перегреваются в течении длительной работы;К_ох– коэффициент, учитывающий дополнительный нагрев двигателей при маневровых операциях;

Определяем число вагонеток в груженом и порожняковом составах:

z_г =Q_г / (G_г+G_о)=220/(34,69)=6 шт.

z_п =Q_п /G_о=98/8,82=11 шт.

Из полученных значений принимаем минимальное количество вагонеток равное 6. Тогда масса груженного и порожнего поездов составит:

Q_г = 21,24 т,Q_п = 5,4 т.

Определяем допустимую скорость движения груженого и порожнего составов. По электрической характеристике двигателей для поезда с последовательно подключенными двигателями:

а) с гружеными вагонами: V_T = 8 км/ч, I_r= 40А

б) с порожними вагонами: V_п = 9 км/ч, I_п = 36А

Путь при экстренном торможении груженого поезда:

м.

где: t_p – время реакции машиниста – 0,5 сек.

н/кН

где: f– коэффициент трения колодок (около 0,2); δ – коэффициент нажима колодок на колеса, (δ = 0,8). Так как L_Т< 40 м – тормозной путь в пределах допустимого.

Продолжительность рейса:

мин.

где:

мин

мин,

t_m – 10 мин – время на маневров за круг.

Возможное число рейсов за смену:

N_в=60*T_см*К_м/t_р=60*6*0,85/20,4=15рейсов.

Потребное число рейсов в смену:

n_n=K_н*А_см/z*G+n_л+n_м.

где К_н - коэффициент неравномерности поступления груза;А_см- наименьшая сменная производительность откаточного горизонта, т/смену. При годовой производительности 125,0 тыс.т горной массы, при работе участка внутришахтного транспорта (ВШТ) 305 дней в году, с учетом профилактических и ремонтных работ, трехсменного режима работыА_см=136 т/смену;n_л и n_m- число рейсов с людьми и вспомогательными грузами.

n_n=1.25*136/6*2,64+0+2=13 рейсов.

Потребное число рабочих электровозов:

N = n_n/ N_в

N= 13 / 15 = 0,86 = 1 электровоз.

Инвентарное число электровозов:

N_u=N+N_р=1+1= 2 электровоза.

Конвейерный подъем горной массы.

Конвейерный подъем горной массы применяется по конвейерному уклону 39, при отработке запасов геологического блока 39-С₂. Тип конвейера - ленточный, шахтный, участковый, грузолюдской 2ЛЛ-100 или его поздняя версия (3Л00У-02). Технические характеристики конвейера приведены в табл.3.23.

Таблица 3.23. - Технические характеристики грузолюдского конвейера 2ЛЛ-100 (3Л00У-02)

№	Показатели	Ед. изм.	Значение
1	Тип установки		Стационарная
2	Производительность максимальная	т/ч	550
3	Средняя длина поставки	м	1100
4	Угол наклона	градус	-3 - +18
5	Скорость движения ленты	м/с	2,0
6	Лента: Тип Разрывное усилие	кН	2РТЛО-1500 2840
7	Привод: Тип блока привода Число блоков Электродвигатель Суммарная мощность Редуктор	кВт	Однобарабанный 2 МА-62/6ф или ВАОК-450S-6 500 Ц2-630
8	Диаметр приводных барабанов (без футеровки)	мм	800
9	Масса конвейера (без ленты) на длину поставки	кг	137558
10	Изготовитель		Краснолучский машиностроительный завод
11	Стадия производства		Серийное изготовление

Загрузка конвейера производится вибролюками АШЛ-1 из рудоспусков расположенных на сопряжениях скреперных штреков гор.+221м и +188м, а также через загрузочный скреперный полок, расположенный у натяжной головки конвейера, на сопряжении конвейерного и скреперного уклонов блока 39-С₂.

Разгрузка конвейера производится в бункер-перегружатель БП-14 расположенный на сопряжении конвейерного уклона с откаточным штреком гор.+250м. Технические характеристики бункер-перегружателя БП-14М приведены в табл.3.24.

Расчет конвейерного подъема

Техническая производительность ленточного конвейера в т/ч определяется по формуле:

где: В– ширина ленты, м;v– скорость движения ленты, м/с;С– коэффициент учитывающий угол установки конвейера, при углах 15-20⁰равен 0,9;ρ- объемный вес (насыпная плотность) руды, т/м³;φ– угол естественного откоса материала в состоянии покоя, град, для кварцевой руды принят 43⁰.

Таблица 3.24. - Технические характеристики бункер-перегружателя БП-14М

№№	Параметры	Единица измерения	Значение
1	Расчетная производительность при перегрузке руды	т/с	0,37
2	Скорость движения тягового органа	м/сек	0,4
3	Время разгрузки, не более	с	40
4	Вместимость бункера, не менее	м^3	13
5	Грузоподъемность	т	16±0,5
6	Установленная мощность, не более	кВт	37
7	Питающее напряжение	В	380/660
8	Длина	мм	8205
9	Ширина	мм	2200
10	Высота по консоли	мм	2100-2450
11	Масса, не более	кг	10000
12	Радиус поворота	м	10±0.5

Расчет конвейерного подъема

Техническая производительность ленточного конвейера в т/ч определяется по формуле:

где: В– ширина ленты, м;v– скорость движения ленты, м/с;С– коэффициент учитывающий угол установки конвейера, при углах 15-20⁰равен 0,9;ρ- объемный вес (насыпная плотность) руды, т/м³;φ– угол естественного откоса материала в состоянии покоя, град, для кварцевой руды принят 43⁰.

Эксплуатационная производительность конвейера, с учетом коэффициента использования k_и= 0,7 и коэффициента условий работыk_у= 0,8 составит

или 1480 т/смену

Производительность конвейерного подъема значительно превышает требуемую.

Проверяем ширину ленты по крупности насыпного груза

мм

где: a_max– размер кондиционного куска - 300 мм

Ширина ленты - 1000 мм удовлетворяет требованиям.

Расчет требуемой мощности двигателя конвейера

Мощность затрачиваемая на холостой ход конвейера

л.с.

где: с– коэффициент зависящий от ширины ленты. При ширине 1,0 м с= 0,038

Мощность затрачиваемая на подъем груза

Мощность затрачиваемая на преодоление дополнительных вредных сопротивлений

Мощность затрачиваемая на преодоление сопротивления в загрузочных устройствах

Суммарная мощность на валу приводного барабана

Расход мощности на валу двигателя

Установочная мощность электродвигателя

Требуемые параметры удовлетворяют техническим характеристикам конвейера. Суммарная установленная мощность электродвигателей составляет 500 кВт.

Погрузка руды вибролюками.

Люк шахтный вибрационный ЛШВ-3,35.00 000ПС устанавливается в основании рудоспуска гор. +250 м для погрузки руды в скип. Люк шахтный вибрационный ЛШВ-3,35.00 000ПС предназначен для выпуска горной массы влажностью до 8%, насыпной плотностью 2,5-3т/м 3, максимальным размером куcка транспортируемой горной массы не более 1000 мм из рудосвалочных восстающих на подземных рудниках цветной и черной металлургии, а также горной химии, не опасных по газу и пыли, и поставляется по ТУ 24.09.1559-89.

Техническая характеристика ЛШВ-3,35.00 000ПС приведена в таблице 3.25. Схема установки приведена в графической части.

Таблица 3.25. - Техническая характеристика ЛШВ-3,35.00 000ПС

№№	Параметры	Единица измерения		Значение
1	Техническая производительность при насыпной плотности материала 2,5т/м^3 , не менее		т/ч	1400
2	Длина транспортирования, не более		м	3,35
3	Ширина грузонесущего органа, не более		мм	1200
4	Угол наклона, не более		град.	10
5	Установленная мощность, не более		кВт	16
6	Габаритные размеры, не более Длина Ширина высота		мм	3570 1942 950
7	Масса, не более		кг	3300

Техническая производительность питателя намного превышает требуемую. Эксплуатационная производительность вибролюка будет определяться производительностью подъема.

Автоматический люк шахтный вибрационный АШЛ-1 применяется при загрузке конвейера 1Л800Д из рудоспусков гор.+221 и +188м.

Техническая характеристика люка АШЛ-1 приведена в таблице 3.26.

Таблица 3.26. - Техническая характеристика люка АШЛ-1

№№	Параметры	Единица измерения		Значение
1	Техническая производительность при угле установки не более 10^0		т/ч	1000-1600
2	Установленная мощность		кВт	10
3	Максимальный размер транспортируемого куска		мм	1000
4	Частота колебаний в минуту			2900
5	Амплитуда колебаний		мм	0,6-0,8
6	Габаритные размеры Длина Ширина высота		мм	3450 1850 1200
7	Масса		кг	2700

Техническая производительность АШЛ-1 также намного превышает требуемую. Эксплуатационная производительность вибролюка будет определяться производительностью скреперных установок работающих на рудоспуск на соответствующих горизонтах.Схема установки АШЛ-1 в погрузочном пункте приведена в графической части.

Транспорт руды самоходной погрузочно-доставочной машиной.

На штольневых горизонтах жилы №32 на подземном транспорте горной массы по штольне №39 применяется самоходная погрузочно-доставочная машина (ПДМ) типа WJ-2G. Максимальное расстояние транспортирования горной массы с учетом перемещения по промплощадке штольни составит 450 м. Техническая производительность ковшовых ПДМ типа WJ-2G, т/ч, определяется по формуле

Q_т.д = 60V_кk_н.к /(t_цk_р) =

где: V_к- вместимость ковша; 1,5 м³; k_н.к - коэффициент наполнения ковша k_н.к = 0,8; γ - удельный вес руды, 25,87 кН/м³; k_р - коэффициент разрыхления руды, 1,5; t_ц - продолжительность цикла, мин:

t_ц=t_н + t_разг + k_д (t_r + t_п) = 0,7×1,2+0,5×1,3+1,1(0,06×450/8+0,06×450/10) = 8,17 мин

где: t_н-время наполнения ковша, мин (t_н 0,7 k_нг); k_нг-коэффициент, учитывающий выход негабарита (равен 1 при выходе негабарита 0-5%; 1,2 - при 5-10%; 1,3 - при 10-15%; 1,4 - при 15-20%); t_разг - время разгрузки ковша, мин (t_разг 0,5 k_м); k_м - коэффициент, учитывающий маневры при разгрузке (k_м = 1,1  1,5); t_r - время движения с грузом, мин (t_r = 0,06 L_д/V_r); t_П- время движения порожней машины, (t_п = 0,06L_д/V_r); L_д - длина доставки, 450 м; V_r - скорость движения груженой машины, км/ч (равна обычно 5  10 км/ч); V_п- то же порожней машины (6-12 км/ч); k_д - коэффициент неравномерности движения (k_Д 1,1).

Эксплуатационная производительность, т/смену:

Q_д = Q_т,дk_r (T_см - T_пз ) = 1520,9(6 - 0,8) = 711 т/см.,

где k_r - средний коэффициент использования грузоподъемности машины (k_r 0,8  1); T_пз- время на подготовительно-заключительные операции (Т _лз 0,7  0,8 ч).

Т.о. производительность машины значительно превышает требуемую. В течении смены ПДМ используется также для вспомогательных работ в штольне и на промплощадке.