- •Кафедра кгм и тм
- •Задание на проектирование
- •Введение
- •1.Общая часть
- •1.1 Гидравлическая добыча угля
- •1.2 Технологическая схемы гидрошахты «Инская».
- •1.3 Общая характеристика технологии приготовления вус и трубопроводного транспорта к потребителю.
- •1.4 Классификация водоугольных суспензий и их характеристики.
- •1.5 Технология приготовления водоугольных суспензий.
- •1.6 Безопасность жизнедеятельности.
- •1.6.1 Анализ вредных и опасных факторов производства.
- •1.6.2 Техника безопасности
- •1.6.3 Производственная санитария
- •1.6.4 Статистика травматизма и профессиональных заболеваний
- •1.6.5 Пожарная безопасность
- •1.7 Безопасность жизнедеятельности при чрезвычайных ситуациях
- •1.7.1 Анализ чрезвычайных ситуаций
- •1.7.2 План ликвидации аварии
- •1.8 Охрана окружающей среды.
- •Загрязнение атмосферного воздуха и мероприятия по охране воздушного бассейна.
- •Мероприятия по охране водных объектов
- •Охрана земельных ресурсов
- •Охрана недр при разработке месторождений твердых полезных ископаемых
- •2. Специальная часть.
- •2.1 Введение.
- •2.2 Характеристика проходческого комплекса с шандорной крепью (кпш-6).
- •2.2.1 Назначение и область применения
- •2. 2. 2 Описание работы проходческого комплекса.
- •2.2.3 Устройство и работа составных частей комплекса.
- •2.2.4 Отбойно-погрузочная машина основе 4 пу
- •2.3 Описание и анализ видов исполнительного органа.
- •2.3.1 Фрезерные исполнительные органы.
- •2.3.2 Исполнительные органы ударного действия.
- •2.3.3 Струговая каретка.
- •2.3.4 Результат анализа исполнительных органов.
- •2.4 Анализ журнала хронометражных наблюдений.
- •2.5 Модернизация отбойно-погрузочной машины.
- •2.5.1 Устройство и работа стрелы комбайна.
- •2. 6 Технология разработки забоя.
- •2. 7 Расчет производительности.
- •2.8 Расчет силовых показателей разрушения горной породы.
- •3. Транспортирование отбитой породы к стволу.
- •3.1 Электровозная откатка.
- •3.2 Рельсовые пути на участках тоннелей метро сПб
- •3.3 Контактный провод
- •3.4 Технические характеристики применяемого электровоза и вагонеток.
- •3.5 Определение расчетных параметров локомотивной откатки.
- •3.6 Определение весовой нормы состава.
- •3.7 Проверка весовой нормы поезда по нагреву тяговых двигателей.
- •3.8 Расчет парка подвижного состава.
- •3.9 Энергетические показатели электровозной откатки
- •3.10 Расчет контактной сети
- •4. Технология изготовления штока гидроцилиндра.
- •4.1 Назначение и технические условия на изготовление
- •4.1 Технологический процесс изготовления заготовки
- •4.1.1 Определение припусков и предельных отклонений.
- •4.1.2 Определение объема и массы поковки.
- •4.1.3 Определение размера прутка.
- •4.2 Установление режима нагрева и охлаждения
- •4.3 Операция ковки.
- •4.3.1 Технологический процесс ковки.
- •4.4 Технологические процессы предварительной термической обработки детали
- •4.5 Технологический процесс механической обработки детали
- •4.5.1 Черновая механическая обработка.
- •4.6 Окончательная термическая обработка
- •4.7 Чистовая механическая обработка
- •4.8 Операция хромирования детали
- •4.9 Изготовление проушины.
- •4.10 Сварка.
- •4.11 Технологические карты механической обработки детали
- •5. Электроснабжение участка.
- •5.1 Исходные данные
- •5.2 Определение расчетных нагрузок.
- •5.3 Определение мощности трансформатора.
- •5.4 Выбор типа и сечения высоковольтного кабеля.
- •5.5 Выбор типа и сечения фидерного кабеля
- •5.9 Расчет величины токов короткого замыкания.
- •5.10 Выбор автоматического фидерного выключателя.
- •5.11 Выбор пускателей.
- •6. Технико-экономическое обоснование целесообразности применения проходческого комплекса кпш -6.
- •6.1 Определение экономических показателей по новому варианту (кпш-6 с комбайном на основе 4пу)
- •6.1.1 Определение капитальных затрат.
- •6.1.2 Определение эксплуатационных расходов
- •6.2 Определение экономических показателей по базовому варианту (способ сплошного забоя с использованием ручных пневмомолотков)
- •4.2.1 Определение капитальных затрат
- •6.2.2 Определение эксплуатационных расходов
- •6.3 Определение срока окупаемости капитальных затрат.
- •Библиографический список.
1.Общая часть
1.1 Гидравлическая добыча угля
Гидравлическая выемка угля осуществляется струёй воды, выбрасываемой под большим давлением через насадку из ствола гидромонитора. Уголь в результате сильного удара струи разрушается и отделяется от массива. Растекаясь с большой скоростью по массиву, вода подхватывает отбитый уголь и уносит его от забоя.
Параметры струи. Струей называется поток жидкости (воды), не ограниченный твёрдыми стенками или руслом и движущийся компактно в пределах некоторого расстояния.
В зависимости от условий формирования и физико-механических свойств струи воды могут быть гидромониторные, пульсирующие, импульсные и тонкие высоконапорные.
Гидромониторные струи с давлением воды на выходе из насадки 40-100кгс/см2 являются основными исполнительными органами для разрушения угля при гидродобыче.
Производительность гидроотбойки во многом зависит от компактности и дальнобойности гидромониторной струи. Компактность и дальнобойность зависит от характера потока воды на подходе к насадке, формы насадки и качества обработки её внутренней поверхности.
Поток воды подаваемый по трубам к забою, при подводе к гидромонитору характеризуется значительной турбулентностью. Из-за наличия поворотов и изменений сечений в самом канале гидромонитора возникают дополнительные возмущения потока воды, которые отрицательно влияют на качество струи. Для гашения суммарного возмущения в шахтных мониторах применяют успокоители сотового типа.
Гидромониторная струя выбрасывается через насадку с большой скоростью. Пролетая до забоя и проходя через воздушную среду, она преодолевает сопротивление воздуха, смешиваясь с ним, расслаивается и рассеивается. На гидрошахтах применяются струи среднего и высокого давлений (до 120 кгс/см2).
Критерием оценки эффективности гидроотбойки является производительность гидромонитора - весовое количество угля, отбиваемого в единицу времени (обычно т/ч).
Основным механизмом для гидроотбойки угля является гидромонитор. Он служит для формирования струи воды и управления ею при выемке угля.
Подземные гидромониторы можно подразделить: по назначению - для очистных работ, для работ в подготовительных выработках, для подгонки пульпы по желобам (гидромониторы - бустеры), гидромониторы комбинированного использования; по роду управления – с ручным, мониторным, с управлением с места, дистанционным (рис 1.1), программным и от самонастраивающихся кибернетических систем; по характеру перемещения за забоем – переносные, самоходные (на гусеницах, на колёсах), передвигаемые гидропередвижчиками, подвесные.
Для изготовления подземных гидромониторов применяют высококачественные и высокопрочные материалы – нержавеющие кислотоупорные нержавеющие стали.
Рис. 1.1. Гидромонитор ГМДЦ-3М:
1-пульт дистанционного управления; 2-маслостанциясистемы дистанционного управления; 3-подводящий патрубок; 4-ствол; 5-насадка; 6-опорная рама.
Технические характеристики гидромонитора ГМДЦ-3М
Рабочее давление, кгс/см2……….До 120
Расход воды, м3/ч………………...До 180
Диаметр насадки ,мм.....…………15-25(35)
Угол поворота ствола, градус:
в горизонтальной плоскости…..210
в вертикальной плоскости……..20(верх), 15(низ)
Масса с пультом и маслостанцией, кг….367.
Гидравлическая выемку в ряде случаев применять технически не целесообразно и экономически не выгодно. Это прежде всего относится к разрушению крепких слаботрещиноватых углей и горных пород. В этих условиях применяется механогидравлическая выемка. Имеются две схемы механогидравлической выемки: уголь или порода отделяются от массива и горная масса удаляется из забоя механическими средствами, а по выработкам транспортируется с помощью низконапорной (до 40 кгс/см2) воды; уголь или порода от массива отделяются исполнительным органом механического типа с последующей навалкой и транспортированием отбитой горной массы гидравлическим способом.
При применении данного способа сохраняются основные преимущества гидравлической выемки – поточность и непрерывность всех производственных операций, безопасность работ.
Для механогидравлической выемки угля в очистных и нарезных забоях применяют механогидравлические комбайны К-56МГ производительностью 2,25 т/мин (рабочее давление 0,5—2,5 МПа и расход воды 0,04— 0,08 м3/с) и «Урал—38» с производительностью до 2 т/мин (расход воды 0,04—0,08 м3/с и рабочее давление 0,5—2,5 МПа соответственно для мощности пластов более 1,5 и 0,9 м), (рис. 1.2).
Рис. 1.2. Механогидравлический комбайн К-56МГ 1 — исполнительный орган стреловидного типа избирательного действия, 2 — ходовая часть, 3 — гидросистема с домкратами перемещения рабочего органа, 4 — поворотная платформа, 5 — шланг для подачи воды к рабочему органу.
К гидромониторам и механогидравлическим комбайнам по трубопроводам поступает вода под давлением, созданным на поверхности гидрошахты в насосной станции высоконапорными насосами (Рис 1.3);
насосы типа МСГ-7 (центробежный многоступенчатый секционный насос), предназначенные для подачи к гидромониторам высоконапорной воды с расходом до 0,22 м3/с при давлении до 10 МПа.
Рис. 1.3. Насос 12МСГ-7
1-многосекционный насос, 2-соединительные муфты, 3-электродвигатель.
Отбитый в забоях уголь, смешиваясь с водой, образует гидросмесь определенной концентрации, которая транспортируется вдоль забоя по почве до выработок, где смонтированы металлические желоба для перемещения гидросмеси по всем горным выработкам гидрошахты. Все выработки должны быть проведены с необходимым для безнапорного (самотечного) гидротранспортирования уклоном в сторону околоствольного двора шахты до центральной камеры гидроподъема.
Рис. 1.4. Схема углесосного гидроподъёма:
1-гидромонитор; 2-высоконапорный водовод; 3-желоба; 4-дробилка; 5-зумпф углесосной станции гидроподъёма; 6-углесосы; 7-пульповод; 8- обезвоживающий комплекс; 9-резервуар осветлённой воды; 10-высоконапорный насос; 11-обогатительная фабрика.
Наибольшее распростронение на гидрошахтах в настоящее время получил углесосный подъём, при котором на рабочем горизонте вблизи ствола устраивают центральную гидроподъёмную (углесосную станцию). Размеры углесосной камеры гидроподъёма должны быть достаточными для размещения рабочих и резервных углесосных установок. Непосредственно к углесосной камере примыкают выработки аварийного пульпосборника, который может выполнять функции водосборника.
Углесос забирает вместе с водой уголь из пульпосборника и выдает его по напорному трубопроводу (Рис.1.4) на поверхность.
Все вспомогательные операции (спуск и подъём людей, спуск и выдачаоборудования и материалов) выполняет вспомогательный подъём, оборудованный клетевой подъёмной установкой.
В последние годы созданы углесосы для выдачи пульпы из шахт глубиной до 200 м, а при последовательном включении углесосов или при передаче через промежуточные подъёмные горизонты – 400м. и более.
углесосы типа 12УВ-6 с расходом 0,25 м3/с и давлением 3,2 МПа (рис. 1.5);
Рис. 1.5. Углесос 12УВ-6
электродвигатель, 2 — предохранительный кожух, 3 — соединительные муфты,
4-двухсекционный углесос.
С помощью углесосов, эрлифтов или трубчатых питателей смесь подается по трубам на поверхность, затем поступает на обогатительно-обезвоживающий комплекс или в перекачную углесосную станцию и подается по трубам непосредственно крупным потребителям — металлургическим заводам или электростанциям. Предварительно на обогатительно-обезвоживающем комплексе уголь обогащается, обезвоживается и сушится, т. е. доводится до установленных потребителем кондиций. По ленточному конвейеру уголь подается в технологическую цепь потребителям. Осветленная вода возвращается на гидрошахту, замыкая таким образом технологическую цепь.
Такой способ добычи и транспортирования угля наиболее полно отвечает основной тенденции развития технологии подземной угледобычи. Она заключается в переходе от многооперационных механизированных процессов к малооперационным, непрерывнопоточным и полностью автоматизированным, выполнение которых не требует постоянного присутствия людей в забое. В этом преимущество способа, так как он обеспечивает высокоэффективную и безопасную работу в сложных, горно-геологических условиях.
Опыт эксплуатации гидравлической технологии в разнообразных условиях уже имеется. Накоплены данные, на основе которых можно судить о наиболее эффективных областях внедрения нового способа добычи и предсказывать по горно-геологическим характеристикам месторождения основные результаты применения этой технологии.
Со времени промышленного освоения гидродобычи значительно выросли показатели среднесуточной нагрузки на одну техническую единицу, увеличилась доля добычи угля с преимущественным применением систем с короткими очистными забоями.
Рост мощности гидрошахт, применение прогрессивных систем разработок и способов отбойки угля, совершенствование средств гидравлической технологии добычи угля, повышение квалификации рабочих и инженерно-технических кадров позволили в значительной степени улучшить основные технико-экономические показатели новой технологии.