4.15 Проектирование подъемных установок

4.15.1 Основные положения при проектировании подъемных установок

При проектировании подъемной установки заданными являются количество транспортного груза (уголь, порода и т.д.) и высота подъема.

При нескольких рабочих горизонтах заданными являются количество транспортируемого груза и высота подъема с каждого из них.

Для проектирования вспомогательных клетевых установок, кроме этого, должны быть известны: тип и емкость вагонеток, предусмотренных на подземном транспорте; ежесменное количество подземных трудящихся; объемы транспортных операций по спуску-подъему оборудования и материалов.

Необходимо выбрать тип подъемных сосудов; способ уравновешивания; рассчитать и выбрать подъемный канат, а в случае необходимости и уравновешивающий; установить тип и основные размеры органов навивки; выбрать подъемную машину и проверить ее на статические нагрузки; принять схему расположения установки и рассчитать элементы этой схемы; выполнить расчет кинематики и динамики подъемной системы; установить систему привода, мощность двигателя и тип его; выбрать схему управления, необходимую аппаратуру управления и защиты; установить размещение элементов машины в здании; произвести технико-экономические расчеты.

Оптимальная грузоподъемность (кг), при которой суммарные годовые эксплуатационные затраты на подъемной установке будут минимальными, равна:

для одноканатных установок

Q_опт =Aч (180);

для многоканатных установок

Q_опт =Ач (181).

При подъеме с противовесом результат, полученный по формулам (180) и (181), удваивается.

Окончательно останавливаются на стандартном скипе с ближайшей меньшей грузоподъемностью, т.е Q_п < Q_опт.

При выборе типа органов навивки канатов в первую очередь следует ориентироваться на цилиндрические барабаны, далее – на бицилиндроконические барабаны или на многоканатные установки: может возникнуть необходимость в технико-экономическом сравнении возможных вариантов.

При проверке машин на статические нагрузки определяют максимальное статическое натяжение Т_{ст max} каната и максимальную разницу статических натяжений F_{ст max} канатов, причем значения этих величин не должны превышать их допустимых значений для выбранной машины.

Максимальное статическое натяжение (Н) каната определяют:

при системах с q = 0 и q = p

T_{ст max}=(Qп + Qc + pH)g; (182)

при системах q>p

T_{ст max}= . (183)

Максимальная разность статических натяжений канатов имеет место в начале подъема. Для неопрокидных подъемных сосудов (H)

F_{ст max} = (184)

Для опрокидных сосудов F_ст.max определяется по формуле (98) без учета динамической составляющей m a'.

Порядок расчета главной скиповой подъемной установки указан в 4.19

Порядок расчета вспомогательной клетевой подъемной установки такой:

а) выбирают тип клети с учетом типа вагонетки, функций, которые должна выполнять установка, и возможности произвести спуск-подъем смены не более чем за 40 мин; масса полезного груза в клети устанавливается по максимальной возможной загрузке ее (при транспортировке породы – по массе породы);

б) рассчитывают механическую часть установки и расположение последней относительно ствола шахты;

в) при расчете кинематики подъемной системы в соответствии с выбранной в п. б машиной устанавливают максимальную скорость подъемных сосудов, причем она из условия транспортирования людей не должна превышать согласно ПБ 12м/с; далее рассчитывают элементы трехпериодной диаграммы скорости, продолжительность движения подъемных сосудов Т и полную продолжительность Т_п подъемной операции;

г) рассчитывают динамику подъемной системы, устанавливают мощность двигателя и тип его, определяют расход энергии, к.п.д. подъемной установки и машины;

д) определяют затраты времени на выполнение каждой функции подъемной установки, осмотр и ремонт ее; на основе этих расчетов составляют суточный баланс времени подъемной установки и определяют количество полезного ископаемого, которое в случае необходимости она может выдать.

При упрощенных расчетах подъемных установок принимают следующий порядок. После выбора сосуда и расчета механической части установки определяют расчетную максимальную скорость движения сосудов

(185)

где а - множитель скорости, равный 1,1 … 1,35.

Формула (185) получена на основании формул (57), (43) и (44).

Фактическая максимальная скорость Vmax определяется по формуле (92), причем необходимо, чтобы V_max ≥ V_р.м.

По установленной V_max определяют продолжительность движения сосудов по формуле (57), (73) или (80) в зависимости от принятой диаграммы скорости.

Расчетную мощность N_р двигателя определяют по формуле (90) или (91), после чего принимают двигатель с необходимым запасом мощности.

Далее определяется полезный W_п и фактический W_ф расход энергии (кВт ч) на одну подъемную операцию:

W_п = (186)

W_ф = (187)

К.п.д. η подъемной установки находится как отношение W_п к W_ф, а к.п.д. η подъемной машины – по формуле (168).