ТОРТЭП

V'=(1,05÷1,06) V – скорость движения каната при генераторном режиме работы двигателя, м/с;

η=0,85÷0,95 – к.п.д. редуктора подъемной машины.

Натяжение нисходящей и восходящей ветвей каната определяются: для уклона

Scp =Sсргр = [z (G+Go) (w'гр cosβ+sinβ)+

+ qk (L/2) (w'k cosβ+sinβ)] g, Н;

(4.19)

S

cp

=

S

пор = [z G ( sinβ - w'

пор

cosβ)+

ср

o

+ qk (L/2) ( sinβ -w'k cosβ)] g, Н;

(4.20)

для бремсберга

пор

S

cp

=

S

= [z G ( sinβ+w'

пор

cosβ)+

ср

o

+ qk (L/2) ( sinβ+w'k cosβ)] g, Н;

(4.21)

S

cp

=

S

гр = [z (G+G ) ( sinβ -w'

гр

cosβ)+

ср

o

+ qk (L/2) ( sinβ -w'k cosβ)] g, Н;

(4.22)

При откатке 2-мя концевыми канатами

N Э

=α N cp τ ,

кВт;

(4.23)

N cp

=

W cp

V

где

o

, кВт - при двигательном режиме работы;

(4.24)

1000 η

N cp

=

Wocp

V η

, кВт - при генераторном режиме работы;

(4.25)

1000

Wocp = Scp -

Scp ;

Н.

(4.26)

•статическое окружное усилие на барабанах подъемной машины

Для всех видов концевых откаток выбор двигателя производится по установочной мощности:

Nуст = Км NЭ , кВт,

(4.27)

где Км =1,15÷1,2 – коэффициент запаса мощности.

Выбранный двигатель проверяется на перегрузку по максимальной мощности:

	при откатке одним концевым канатом
	N max	=			S max	V		; кВт;		(4.28)
			1000 η
	при откатке двумя концевыми канатами
	N max	=	W max			V
					0				; кВт;	(4.29)
					1000 η
	где
	Smax = [z (G+Go) (w'гр cosβmax+sinβmax)+ qk L (w'k cosβ+sinβ)] g, Н;									(4.30)
	Womax = Smax - Smin.
	При этом	Sminпор = z Go ( sinβ -w'пор cosβ) g, Н.
	Smin=									(4.31)
	Коэффициент перегрузки двигателя
								- 111 -

γ = Nmax / Nдв,

(4.32)

где Nдв – паспортная мощность двигателя, принятого к установке, кВт.

В соответствии с действующими электротехническими нормами коэффициент кратковременной перегрузки не должен превышать

γ = 1,6 ÷ 2,0.

Если полученное по расчету значение γ>γдоп, то двигатель должен быть выбран из

условий его допустимой перегрузки как
N = Nmax / γдоп, кВт.	(4.33)

Пример. Пользуясь условиями предыдущих задач определить установленную мощность двигателя малой подъемной машины для грузовой откатки одним концевым канатом по магистральному уклону, оборудованному приемно-отправительными площадками с наклонными заездами. Определить коэффициент перегрузки двигателя.

Решение. Среднее тяговое усилие на барабане подъемной машины: а) при движении груженого состава (4.19)

Scp = Sсргр = [5 (1290+3000) (0,022 cos12°+sin12°)+

+ 2,56 500/2 (0,3 cos12°+sin12°)] 9,8 = 50800 Н;

б) при движении порожнего состава (4.20)

Scp = [5 1290 (sin12°-0,022 cos12°)+

+ 2,56 500/2 (sin12°-0,3 cos12°)] 9,8 = 13800 Н;

Потребляемая средняя мощность двигателя: а) в период подъема состава (4.17)

Ncp = 50800 3,5 / 1000 0,9 = 197,5 кВт;

б) в период спуска состава (4.18)

Ncp = 13800 1,05 3,5 0,9 = 45,6 кВт; 1000

Среднеквадратичная мощность NЭ определяется согласно выражению (4.15), где относительная продолжительность движения определяется по (4.16).

Время движения при этом определяется по (4.3) как

	Тдв =		2 500	+	4 30		+	4 3,85 5	= 396 с .
		3,5			3,5 0,5			3,5 0,5
	Тогда
	τ = 396 / (396+90) = 0,815,
	N э	= 1,05		197 ,5 2		+ 45 ,6 2
						2		0,815 = 157 кВт.

Установочная мощность (4.27) при коэффициенте запаса мощности Км = 1,15 составит

Nуст= Км NЭ = 1,15 157 = 196 кВт.

Если принять к установке двигатель с номинальной мощностью Nдв=200 кВт, коэффициент перегрузки двигателя составит

γ = Nmax / Nдв ,

где

N max = 1000S max Vη ; кВт.

При этом

Smax = [5 (1290+3000) (0,22 cos12°+sin12°)+

+2,56 500 (0,3 cos12°+sin12°)] 9,8 = 54000 Н;

-112 -

Тогда

Nmax = 54000 3,5 / 1000 0,9 = 236 кВт; γ = 236 / 200 = 1,18;

что удовлетворяет нормам, согласно которым коэффициент перегрузки должен быть не более 1,6...2,0.

4.6. Определение параметров подъемной машины и ее выбор

Для всех видов откаток концевыми канатами соотношение между диаметром барабана подъемной машины (Дб) и диаметром каната (dk) должно быть

Дб ≥ 60 dk, мм, (4.34)

а минимальная ширина барабана (Вб) должна соответствовать длине наматываемого каната.

	L + lзап					d k + ε
		+ nтр	+ 2 nc −1
Вб =	π Дб						, мм,	(4.35)
						nc

где L – длина навивки каната, м;

lзап=30÷40м – резервная длина каната, компенсирующая укорачивание каната по мере проведения его испытаний;

nтр – число витков трения (nтр=3 – при барабанах, футерованных деревом или пластмассой, и nтр=5 – при барабанах, не футерованных фрикционными материалами;

dk – диаметр каната, мм;

ε = 2÷3 мм – зазор между смежными витками каната; nc – число слоев навивки каната.

В соответствии с ПБ число слоев навивки каната при грузовых и людских подъемах допускается: при α≥60° – один слой и три слоя – во всех остальных случаях.

Предварительно выбранная подъемная машина подходит, если она имеет достаточные размеры барабана, а наибольшее статическое натяжение каната (Smax), мощность двигателя (Nдв) и скорость его вращения не превышают величин, указанных в паспорте машины.

Пример. Определить минимальные размеры – диаметр барабана и ширину барабана малой подъемной машины для откатки одним концевым канатом при следующих условиях: длина откатки L=650м, диаметр каната dk=27,5мм, число слоев навивки на барабан nc=3.

Решение. Согласно Правилам безопасности в угольных и сланцевых шахтах для машин, устанавливаемых в подземных выработках, соотношение между диаметром барабана и диаметром каната должно быть Дб ≥ 60 dk= 60 27,5 = 1650мм.

Ширина навивочной поверхности однобарабанной подъемной машины с цилиндрическим барабаном при многослойной навивке согласно (4.35) при запасе рабочей длины каната lзап=30м, числе дополнительных витков трения nтр=3 и зазоре между витками на барабане ε=2мм при трехслойной навивке составит

	650 + 30					27 ,5 + 2
	Вб =			+ 3 + 2 3 − 1			= 1380	, мм;
		3,14	1,65			3

Принимаем Вб =1500мм, что соответствует малой подъемной машине типа Ц-2х1,5.

- 113 -

4.7.Содержание и порядок расчета откаток концевыми канатами

1.По заданной производительности ориентировочно (в соответствии с ПБ) принимается величина скорости и определяется потребное число вагонеток в составе.

2.Производится определение числа вагонеток в составе, допустимое по условию прочности сцепки.

3.Определяется погонная масса каната и производится выбор каната.

4.Производится проверка возможности спуска порожнего состава под собственным весом.

5.Определяется мощность и выбранный двигатель проверяется на перегрузку.

6.Определяются параметры барабана подъемной машины и на основании их и расчетных значений Smax, dk, Nуст, V и L производится выбор подъемной машины.

Задачи.

1.Определить производительность канатных откаток для нижеприведенных условий

(табл.4.5).

			Исходные данные			Таблица 4.5.
№		Длина	Число	Грузопо-	Скорость
вар	Вид откатки	выработ-	вагонеток в	дъемность	движения,	Тип заездов
		ки, м	составе, шт	вагонетки, кг	м/с
1	Одним конце-	320	4	2000	3,5	Наклонные
	вым канатом
2	Та же	450	5	2000	3,5	Горизонтальны
						е
3	Двумя концевыми	610	5	1000	4,0	Горизонтальны
	канатами					е
4	Одним конце-	610	5	1000	4,0	Горизонтальны
	вым канатом					е
5	Та же	540	4	2000	3,6	Наклонные
6	Двумя концевыми	430	3	2000	4,0	Горизонтальны
	канатами					е
7	Двумя концевыми	380	4	3000	3,5	Горизонтальны
	канатами					е
8	Одним конце-	490	6	2000	3,5	Наклонные
	вым канатом
9	Та же	580	4	2000	4,5	Горизонтальны
						е
10	Двумя концевыми	220	5	3000	3,0	Горизонт.
	канатами

2.Определить потребное число вагонеток для обеспечения заданной производительности, число вагонеток в составе по прочности сцепки для грузовых откаток в нижеприведенных условиях (табл. 4.6).

-114 -

			Исходные данные			Таблица 4.6.
№	Вид откатки	Произво-	Грузопо-	Длина от-	Скорость	Тип заездов
пп		дитель-	дъемность	катки, м	движения,
		ность, т/ч	вагонетки, кг		м/с
1	Одним конце-	80	2000	510	3,5	Горизонтальн
	вым канатом					ые
2	Двумя конце-	180	2000	600	4,0	Горизонтальн
	выми канатами					ые
3	Та же	210	3000	600	4,0	Горизонтальн
						ые
4	Одним конце-	100	2000	440	4,5	Наклонные
	вым канатом
5	Та же	120	3000	360	3,6	Горизонтальн
						ые
6	Та же	85	1000	270	3,0	Наклонные
7	Двумя конце-	200	2000	480	5,0	Горизонтальн
	выми канатами					ые
8	Одним конце-	90	3000	550	5,0	Горизонтальн
	вым канатом					ые
9	Та же	80	1000	610	5,0	Горизонтальн
						ые
10	Двумя конце-	160	2000	390	4,5	Горизонтальн
	выми канатами					ые

3. Используя данные предыдущего задания проверить потребное число вагонеток в составе по прочности сцепок, если эти откатки выполняются в нижеприведенных условиях (табл. 4.7).

		Исходные данные			Таблица 4.7
№	Тип выработки	Угол наклона	№	Тип выработки	Угол наклона
пп		выработки	пп		выработки
1	Уклон	8	6	Уклон	19
2	Уклон	12	7	Уклон	24
3	Бремсберг	16	8	Бремсберг	15
4	Уклон	10	9	Бремсберг	20
5	Бремсберг	22	10	Уклон	14

- 115 -

4.Для ниже приведенных условий рассчитать и выбрать канат (табл. 4.8).

Таблица 4.8.

Исходные данные

				Дли-	Угол на-	Число ва-
	№	Вид откатки	Тип выра-		клона	гонеток в	Тип	Скорость	Тип за-
	пп		ботки	на выра-	выра-	составе,	ваго-	движения	ездов
				ботки	ботки,	шт	нетки	составов
					град
		Одним кон-							Горизон
	1	цевым	Уклон	640	18	5	ВГ2,5	4,5
									тальные
		канатом
	2	Та же	Уклон	290	9	5	ВГ1,6	3,0	Горизон
									тальные
	3	Двумя кон-	Бремсберг	420	11	6	ВГ2,5	3,4	Наклонн
		цевыми ка-
									ые
		натами
	4	Одним кон-	Уклон	720	14	4	ВГ3,3	5,0	Наклонн
		цевым
									ые
		канатом
	5	Двумя кон-	Бремсберг	550	23	4	ВГ2,5	4,5	Горизон
		цевыми ка-
									тальные
		натами
	6	Та же	Уклон	500	21	5	ВГ1,6	3,0	Горизон
									тальные
	7	Одним кон-	Уклон	220	16	4	ВГ2,5	4,0	Наклонн
		цевым
									ые
		канатом
	8	Двумя кон-	Бремсберг	610	12	4	ВГ3,3	4,5	Горизон
		цевыми ка-
									тальные
		натами
	9	Одним	Уклон	480	10	10	ВГ2,5	3,6	Наклонн
		концевым
									ые
		канатом
	10	Та же	Уклон	390	22	3	ВГ3,3	3,0	Наклонн
									ые

5. Проверить возможность спуска порожнего состава для нижеприведенных условий (табл. 4.9)

			Исходные данные			Таблица 4.9.
№	Длина	Угол наклона	Число	Тип	Диаметр	Наличие
пп	откатки	выработки,	вагонеток в	вагонетки	каната, мм	поддерживающи
		град	составе, шт			х канат роликов
1	2	3	4	5	6	7
1	310	7	4	ВГ 1,6	22,0	отсутствуют
2	340	9	4	ВГ 1,4	22,0	имеются
3	420	12	5	ВГ 2,5	23,0	имеются
4	460	10	3	ВГ 1,6	23,0	отсутствуют

- 116 -

1	2	3	4	5	6	7
5	515	6	4	ВГ 3,3	25,5	имеются
6	580	11	6	ВГ 2,5	25,5	имеются
7	660	8	4	ВГ 3,3	30,5	имеются
8	690	13	5	ВГ 1,4	28,0	отсутствуют
9	700	7	5	ВГ 1,6	32,5	имеются
10	730	15	3	ВГ 3,3	35,0	имеются

6.Определить установочную мощность двигателей малой подъемной машины и проверить его на перегрузочную способность для канатных откаток одним концевым канатом в нижеприведенных условиях (табл. 4.10).

				Исходные данные			Таблица 4.10.
№	Длина	Угол на-	Число		Скорость		Тип приемно-
		клона вы-		Тип	движения	Тип выра-
пп	откатки	работки,	вагонеток в	вагонетки	составов,	ботки	отправи-тельной
		град	составе, шт		м/с		площадки
1	360	23	4	ВГ 1,4	3,5	Уклон	с гориз. заездами
2	390	18	4	ВГ 1,6	3,5	Бремсберг	– " –
3	440	20	5	ВГ 2,5	4,0	Бремсберг	с наклон. заездами
4	480	16	3	ВГ 2,5	3,5	Уклон	– " –
5	510	19	4	ВГ 1,6	4,5	Уклон	с гориз. заездами
6	570	14	5	ВГ 1,4	4,5	Бремсберг	с наклон. заездами
7	600	11	2	ВГ 3,3	4,0	Уклон	с гориз. заездами
8	650	9	4	ВГ 2,5	4,0	Бремсберг	– " –
9	680	12	3	ВГ 3,3	5,0	Бремсберг	с наклон. заездами
10	710	13	2	ВГ 3,3	5,0	Уклон	с гориз. заездами

7.Произвести полный расчет грузовой откатки одним концевым канатом для нижеприведенных условий (табл. 4.11)

				Исходные данные		Таблица 4.11.
№	Расчетная	Длина	Угол на-	Грузоподъем		Тип приемно-
	производи		клона вы-
пп	тельность,	откатки,	работки,	ность	Тип выработки	отправительных
	т\ч	м	град	вагонетки, кг		площадок
1	60	480	22	2000	Уклон	с наклон. заездами
2	70	510	18	2000	Уклон	– " –
3	80	560	15	3000	Бремсберг	с гориз. заездами
4	90	600	24	2000	Уклон	с наклон. заездами
5	100	640	21	3000	Бремсберг	– " –
6	110	660	28	3000	Бремсберг	с гориз. заездами
7	95	690	16	2000	Уклон	– " –
8	85	720	12	3000	Уклон	с наклон. заездами
9	75	740	8	3000	Бремсберг	с гориз. заездами
10	65	780	10	2000	Уклон	с наклон. заездами

- 117 -

8.Произвести полный расчет откатки двумя концевыми канатами для нижеприведенных условий (табл. 4.12).

			Исходные данные		Таблица 4.12.
№	Расчетная
	производи-	Длина	Угол наклона	Грузоподъемность	Тип выработки
пп	тельность,	откатки, м	выработки, град.	вагонетки, кг
	т/ч
1	120	750	21	2000	Бремсберг
2	150	810	9	2000	Уклон
3	170	690	12	3000	Уклон
4	185	635	8	3000	Бремсберг
5	210	520	11	3000	Уклон
6	190	500	14	2000	Бремсберг
7	175	410	16	2000	Бремсберг
8	160	660	10	3000	Уклон
9	140	780	8	3000	Уклон
10	110	600	24	2000	Бремсберг

- 118 -

5. СКРЕПЕРНЫЕ УСТАНОВКИ
5.1. Определение емкости скрепера
	Емкость скрепера U, м3, определяется по расчетной производительности Q, т/ч, и
средневзвешенной длине скреперования L, м.
	Продолжительность полного цикла скреперования составляет:
	Т = L/Vгр + L/Vпор + tn,c,	(5.1)
где	Vгр – скорость движения груженого скрепера (рабочий ход), м/с;
	Vпор– скорость движения порожнего скрепера (холостой ход), м/с;
	tn – суммарная пауза при двухкратном переключении хода скрепера, принимается
	равной 15-20с.

Значения скоростей рабочего Vгр и холостого Vпор хода скреперной лебедки выбирают по табл. 5.1.

Средневзвешенная длина скреперования при транспортировании из разных пунктов, расстояния которых от пункта загрузки составляют L1, L2,...Ln, а производительности равны Q1,Q2,...Qn, определяется по формуле:

	L =	∑n	L i	Q i	,	(5.2)
		i = 1
			∑n	Q i
			i = 1
	n
где	∑Q i = Q – суммарная расчетная производительность.
	i =1
	Число циклов в час:
	i = 3600 / Т;					(5.3)
	При емкости скрепера U, м3, коэффициенте его заполнения ψ и плотности материала в
насыпке γ, т/м3, расчетная производительность равна
	Q = U ψ γ i, т/ч;					(5.4)
откуда
	U = Q / (ψ γ i), м3.					(5.5)
	Коэффициент	заполнения скрепера может быть принят равным				для угля и

мелкокусковой руды 0,9...1,0; для среднекусковой руды 0,6...0,9; для крупнокусковой руды

0,5...0,7.

Полученное значение емкости скрепера округляется до ближайшей большей стандартной Uc, по которой производится выбор скрепера и определение его

геометрических размеров и массы (табл. 5.2).
Вес груза в скрепере
G = 1000 Uc γ ψ g, H.	(5.6)

Пример. Определить емкость скрепера, осуществляющего доставку крупнокусковой породы плотностью в насыпке γ=2,0т/м3, средневзвешенная длина скреперования L=30м, производительность доставки Q=65т/ч, коэффициент заполнения скрепера ψ=0,6, выработка горизонтальная.

Решение. Находим продолжительность цикла скреперования согласно выражению

(5.1):

Т = 30/1,2 + 30/2 + 15 = 55с.

Определяем число циклов в час согласно (5.3): i = 3600/55 = 65 циклов.

Емкость скрепера находим по формуле (5.5):

U = 65 / 0,6 2,0 55 = 0,98 м3;

Принимаем к эксплуатации односекционный гребковый скрепер тяжелого типа СГ-1,0 согласно таблице 5.2.

- 119 -

		Технические характеристики подземных скреперных лебедок						Таблица 5.1.
Параметры		10ЛС2СМ	17ЛС2СМ	30ЛС2СМ		30ЛС2ПМ	30ЛС3СМ	55ЛС2СМ
		(10ЛС2СМА)	(17ЛС2СМА)	(30ЛС2СМА)		(30ЛС2ПМА)	(30ЛС3СМА)	(55ЛС2СМА)
Мощность эл.		10 (11)	17 (18,5)	30		30	30	55
двигателя, кВт
Среднее
тяговое усилие		9,8	15,7	27,5		27,5	27,5	44
на	рабочем
канате, кН
Средняя
скорость
каната, м/с:
	рабочего	1,1 (1,25)	1,11 (1,26)	1,17 (1,3)		1,17 (1,3)	1,17 (1,3)	1,33 (1,46)
	холостого	1,5 (1,7)	1,54 (1,74)	1,6 (1,77)		1,6 (1,77)	1,6 (1,77)	1,8 (2,0)
Число		2	2	2		2	3	2
барабанов
Диаметр		12	14	15		15	15	19,5
каната, мм
Канатоемкость		45	60	90		90	90	100
, м
Масса, кг		355 (350)	641 (670)	1146 (1100)		1325 (1250)	1550	1997 (1990)
Параметры		55ЛС2ПМ	55ЛС3СМ	100ЛС2СМ		100ЛС2ПМ	100ЛС3СМ	100ЛС2СК
		(55ЛС2ПМА)	(55ЛС3СМА)	(100ЛС2СМА)	(100ЛС2ПМА)		(100ЛС3СМА)	(100ЛС2СКА)
Мощность эл.		55	55	100 (110)		100 (110)	100 (110)	90 (110)
двигателя кВт
Среднее
тяговое усилие		44	44	78,4		78,4	78,4	61,7 (63,7)
на	рабочем
канате, кН
Средняя
скорость
каната, м/с:
	рабочего	1,33 (1,46)	1,33 (1,46)	1,37 (1,5)		1,37 (1,5)	1,37 (1,5)	1,7 (1,9)
	холостого	1,8 (2,0)	1,8 (2,0)	1,9 (2,1)		1,9 (2,1)	1,9 (2,1)	2,4 (2,7)
Число		2	3	2		2	3	2
барабанов
Диаметр		19,5	19,5	23		23	23	23
каната, мм
Канатоекость,		100	100	125 (150)		125 (150)	125 (150)	308 (310)
м
Масса, кг		2393 (2300)	2720 (2700)	3510 (3380)		3985 (3480)	4825 (4650)	6229 (5000)

В скобках – параметры модернизированных лебедок.

	Параметры скреперов для подземных работ							Таблица 5.2.
	Расчетная	Основные размеры, мм				Масса, кг
Скрепер			не более				не более
	вместимость
		ширина	длина	высота		легкие		тяжелые
1	2	3	4	5		6		7
	0,1	710	950	400		85		160
	0,16	860	1250	500		160		265
СГ	0,25	950	1400	560		265		400
	0,4	1120	1700	670		400		560
1	2	3	4	5		6		7