Курсовая по горному делу

рудничных электровозов все оси ведущие, поэтому их сцепной вес равен

полному конструктивному весу.

По сцепному весу электровозы подразделяют на легкие (до 50 кН), средние –

от 50 до 140 кН и тяжелые – более 140 кН.

Из выпускаемых отечественной промышленностью на геологоразведочных работах

применяют легкие электровозы АК-2У; 4,5АРП2М и 5АРВ-2 (АРВ –

аккумуляторный, рудничный, взрывобезопасный; АРП – то же, повышенной

надежности). Их сцепной вес составляет соответственно 20, 45 и 50 кН.

Жесткой базой называется расстояние между центрами передней и задней осей

(для двухосных электровозов) или между центрами осей тележки (для

четырехосных электровозов). Этот параметр задается из условия устойчивости

электровоза и свободного его прохода по криволинейным участкам рельсового

пути с малыми радиусами закруглений. Чем больше жесткая база, тем

устойчивее электровоз и тем труднее он проходит по закруглениям.

К электрическому оборудованию аккумуляторного электровоза относятся:

тяговые двигатели, аппаратура управления работой двигателей, аппаратура

защиты силовых цепей и освещения, тяговые батареи и штепсельные соединения.

Основные параметры тягового двигателя можно определить по его

электромеханической характеристике, представляющей собой зависимость силы

тяги на ободе ведущих колес F, скорости движения электровоза v и КПД ? от

силы тока двигателя.

Номинальным режимом работы тяговых двигателей является часовой, при котором

допускаемая температура обмоток двигателя достигается через один час его

работы. В характеристике двигателя указывается часовая сила тяги Fч,

часовая скорость vч и часовой ток Iч. Длительному режиму соответствует

такой ток Iдл, при котором допускаемая температура обмоток достигается за

неограниченно длительное время. Отношение Iдл/Iч = 0,4ч0,45.

Техническая характеристика электровозов

|Электровоз |АК-2У |4,5АРП2М |5АРВ2М |

|Сцепной вес, кН |20 |45 |50 |

|Скорость при часовом режиме работы, |3,95 |6,66 |6,66 |

|км/ч | | | |

|Тяговое усилие при часовом режиме, кН|3,3 |7 |7 |

|Жесткая база, мм. |650 |900 |900 |

|Клиренс, мм |35 |85 |85 |

|Тип аккумуляторной батареи |36ТЖН-300 |66ТЖН-300 |66ТЖНШ-300П |

|Тяговые электродвигатели: | | | |

|тип |МТ-2 |ЭДР-6 |ЭДР-6 |

|число |1 |2 |2 |

|мощность, кВт |4,3 |6 |6 |

|Габариты, мм: | | | |

|длина по буферам |2015 |3300 |3480 |

|ширина по раме |900 |1000 |1000 |

|высота от головки рельса |1210 |1300 |1385 |

Для аккумуляторных электровозов применяют батареи тяговых щелочных никель-

железных аккумуляторов серии ТЖН. Щелочные аккумуляторы по сравнению с

кислотными свинцовыми обладают большим сроком службы и большей механической

прочностью и выносливостью в работе, простотой в обслуживании и

способностью находиться длительное время в разряженном состоянии. Однако

напряжение одного элемента у них более низкое, поэтому батареи щелочных

аккумуляторов громоздки.

Цифры, стоящие перед буквами в обозначении типа аккумуляторной батареи,

обозначают число отдельных элементов, соединенных в батареи

последовательно, а цифры справа – номинальную емкость в ампер – часах.

Батареи располагают в батарейных ящиках и присоединяют к цепи электровоза с

помощью штепсельных разъемов во взрывобезопасном исполнении.

Осмотр и ремонт электровозов производится в гаражах, расположенных в

обособленных выработках. В зависимости от числа обслуживания электровозов

гараж может иметь один или несколько заездов и не менее двух выходов. Гараж

для аккумуляторных электровозов имеет отделения для стоянки, осмотра и

ремонта и зарядное отделение, в котором расположены специальные столы для

зарядки батарей. Гараж должен хорошо освещаться и проветриваться.

В камере, примыкающей к гаражу, размещается зарядная подстанция. Зарядку

аккумуляторных батарей производят зарядными устройствами на кремниевых

выпрямителях.

Вагонетки. Транспортирование грузов по рельсовым путям осуществляют в

вагонетках. В зависимости от назначения они подразделяются на грузовые,

пассажирские и специальные – для перевозки оборудования, материалов и т.д.

Грузовые вагонетки предназначены для перевозки сыпучих грузов. По

конструкции и способу разгрузки грузовые вагонетки делятся на следующие

группы:

с глухим, жестко соединенным с рамой кузовом – типа ВГ; разгрузка

производится в устройствах, называемых опрокидывателями;

с глухим опрокидным кузовом – тип ВО; разгрузка производится путем

опрокидывания кузова;

с кузовом, шарнирно закрепленным на раме, и поднимающимся откидным бортом –

тип ВБ; разгрузка производится при наклоне кузова и открыванию борта;

с кузовом, дно которого состоит из нескольких вращающихся секций, - тип ВД;

разгрузка осуществляется через дно;

с кузовом, жестко соединенным с рамой, и донным скребковым конвейером, -

тип ВК; разгрузка производится донным конвейером.

В геологоразведочной практике нашли применение только вагонетки первых двух

типов.

|Вместимость,|Грузоподъемнос|Габариты, мм |Жестка|Ширина|Диаметр|Масса|

|м3 |ть, т | |я |колеи,|колеса,|, кг.|

| | | |база, |мм. |мм. | |

| | | |мм. | | | |

| |высота|Ширина |толщина| | | |

| | | |шейки | | | |

| | |подошвы |головки| | | | |

|Р18 |90 |80 |40 |10 |18,80 |23,07 |8 |

|Р24 |107 |92 |51 |10,5 |24,14 |32,7 |8 |

|Р33 |128 |110 |60 |12 |33,48 |42,76 |12,5 |

Для соединения рельсов друг с другом применяют накладки с болтами или

сварку. Последнюю применяют на рельсовых путях со сроком службы не менее 5

лет. Зазор между концами рельсов на стыке должен быть не более 5 мм. Стык

для обеспечения условий безударного перехода колеса с одного рельса на

другой располагают между сближенными шпалами. Расстояние от стыка до оси

стыковой шпалы должно быть не более 200 мм. Это требование необходимо

выполнять при откатки вагонетками грузоподъемностью более 1,2 тонны. При

использовании вагонеток меньшей грузоподъемности допускается располагать

стык на шпале.

Рельсы укладывают на шпалы через подкладки, что обеспечивает увеличение

опорной поверхности рельсов.

В горноразведочных выработках применяют деревянные, а иногда металлические

шпалы. Деревянные шпалы, обычно сосновые, обладают достаточной механической

прочностью, эластичностью, хорошим сцеплением с балластом. Но их

недостатком является небольшой (до 3 лет) срок службы в подземных условиях.

Пропитка шпал антисептиками (фтористым натрием, хлористым цинком,

креозотовым маслом) увеличивает срок их службы до 10 лет и повышает

прочность.

Расстояние между осями шпал должно быть не более одного метра при ручной

откатке и не более 0,7 метра – при электровозной и канатной.

Для укладки стрелочных переводов применяют не шпалы, а брусья, имеющие

различную длину. Для рельсовой колеи 600 мм. длина шпал равна 1200 мм., а

длина брусьев – от 1300 до 3000 мм.

Крепление рельсов к шпалам и брусьям производят костылями.

Накладки, болты, подкладки и костыли должны соответствовать типу

применяемых рельсов.

Балластный слой обеспечивает равномерную передачу давления на нижнее

основание, сглаживает неровности почвы выработки, динамические нагрузки на

колеса и рельсы. Балласт должен быть прочным, упругим, невлагоемким,

неслеживающимся, хорошо дренировать воду и обеспечивать пропуск ее в

водоотводную канавку.

Материалом для балласта может служить щебень крепких и средних крепости

пород с крупностью кусков 20-70мм. или галька крупностью 20-40мм. Толщина

балластного слоя под шпалой – не менее 100 мм. Пространство между шпалами

засыпают балластом на 2/3 толщины шпалы.

Рельсовые пути соединяют между собой стрелочными переводами и съездами.

Переводы делятся на односторонние (правые и левые) и симметричные, а съезды

– на односторонние (правые и левые) и перекрестные.

Основным параметром стрелочного перевода является угол пересечения осей

соединяемых путей. Угол перевода ? определяет марку крестовины стрелочного

перевода.

М = 2tg[pic]

В шахтных условиях применяют стрелочные переводы и съезды с маркой

крестовины 1/2, 1/3, 1/4, 1/5. Чем больше марка крестовины, тем меньше

длина стрелочного перевода и тем труднее вписывание подвижного состава.

Каждый тип стрелочного перевода или съезда имеет условное обозначение.

Например, односторонний перевод для рельсовой колеи 600 мм. и рельсов Р24 с

крестовиной марки 1/2 и радиусом переводной кривой 4 м. имеет обозначение

ПО624-1/2-4.

При движении составов или отдельных вагонеток по криволинейным участкам

возникает центробежная сила, которая прижимает реборды колес к наружному

рельсу. Это способствует повышенному износу рельсов и колесных реборд, а

также уменьшает устойчивость подвижного состава. Для исключения вредного

влияния центробежной силы при настилки рельсового пути наружный рельс

укладывается с превышением над внутренним путем увеличения толщины

балластного слоя со стороны наружного рельса. Величина превышения

устанавливается расчетом, а его минимальное значение для колеи 600 мм.

составляет 10 мм.

Во избежание зажатия реборд между головками рельсов и значительного

увеличения сопротивления движению, а также износа рельсовая колея уширяется

в зависимости от величины жесткой базы подвижного состава на 5-20 мм.

Уширение достигается передвижкой внутреннего рельса к центру кривой.

Параметры электровозной откатки

Максимальная сила тяги электровоза не может быть больше силы сцепления

ведущих колес с рельсами (Н):

F = 1000Рсц ? = Мg ?

где Рсц – сцепной вес электровоза, кН; М – масса электровоза, приходящаяся

на ведущие оси, кг.; g – ускорение свободного падения, м/с2; ? –

коэффициент сцепления колес с рельсами.

Допустимый вес груженого состава определяется из условия сцепления колес с

рельсами, по нагреванию двигателей, по условию торможения на среднем

уровне. По наименьшему из трех получаемых значений рассчитывают число

вагонеток в составе.

Вес груженого состава из условия сцепления колес с рельсами (кН)

Quh = H + n Guh = H + n (G+G0) = 1000Рсц ?/(110a+?гр+ic)

где Р – вес электровоза, Н; n – число вагонеток; G – вес груза в вагонетке,

Н; G0 – вес порожней вагонетки; а – ускорение при трогании (аmin = 0,03

м/с2); ?гр – удельное сопротивление движению, Н/кН.

Сопротивление движению за счет уклона ic численно равно уклону в промилле.

Если уклон равен 3‰, то ic = 3Н/кН.

Вес груженого состава (кН), исходя из условия нагревания двигателей (по

длительной силе тяги),

Qгр = Р+nGгр = [pic],

где Fдл – сила тяги электровоза при длительном режиме работы, Н [находится

на электромеханической характеристике двигателя электровоза и силе тока при

длительном режиме (Iдл = 0,4Iч)]; ? – коэффициент, учитывающий

дополнительный нагрев двигателя при выполнении маневров, равный 1,4 при

длине откатки от 1 до 1,5 км. и 1,1 при длине откатки более 2 км.; ? –

относительная продолжительность движения:

? = Тдв/(Тдв+Тман)

продолжительность движения (мин)

Тдв = 2L/(60*0,75vдл)

где L – расстояние откатки, м; 0,75 – коэффициент, учитывающий уменьшение

скорости на закруглениях пути, при трогании, торможении и т.д.; vдл –

скорость при длительном режиме работы электровоза, м/с, определяется по Iдл

и электромеханическая характеристика двигателей электровоза.

|Состояние поверхностей |Коэффициент сцепления ? |

|рельсов | |

| |без подсыпки песка |с подсыпкой песка |

|Чистые сухие |0,18 |0,24 |

|Чистые влажные |0,12 – 0,17 |0,17 – 0,2 |

|Мокрые, покрытые грязью |0,09 – 0,12 |0,12 – 0,16 |

|Грузоподъемност|?гр, Н/кН* |

|ь вагонетки, т | |

| |При движении вагонетки |При трогании вагонетки с места|

| |груженой |порожней |груженой |порожней |

|1 |7 |9 |9 |12 |

|2 |6 |8 |8 |10 |

|3 |5 |7 |7 |9 |

*Для засоренных и плохо уложенных путей приведенные значения удельных

сопротивлений в расчетах следует увеличить в 1,5 раза

Продолжительность маневров электровозов у мест погрузки и разгрузки

вагонеток Тман зависит от числа вагонеток в составе и способов погрузки и

разгрузки; определяется экспериментально или принимается приближенно равной

15 – 20 мин на один рейс.

Вес груженого состава по условию торможения на среднем уклоне (кН)

Qгр = Р+nGгр = 1000Рт?/(110ат-?гр+iс)

где Рт – тормозной вес электровоза, принимается равным сцепному весу, кН;

ат – замедление при торможении, м/с2.

В соответствии с Правилами безопасности тормозной путь на преобладающем

уклоне при перевозке грузов lт = 40 м. (Преобладающим уклоном считается

наибольший по величине уклон протяженностью более 200 м., но не менее длины

состава плюс длина тормозного пути, установленная ПБ). Поэтому

ат = vт2/(2lт),

где vт – скорость поезда в момент торможения, принимается равной vдл.

Коэффициент сцепления ? в данном случае принимается равным 0,12 – без

подсыпки песка – и 0,17 – при торможении с подсыпкой песка.

По весу груженого состава определяется число вагонеток:

n=(Qгр – Р)/(G+G0)

Вес породы в вагонетке G (кН) определяется по формуле

G = 10-3 kн?нgV

где kн – коэффициент наполнения вагонеток, равный 0,9; ?н – насыпная

плотность содержимого вагонетки (?н = ?/kр), кг/м3; V – вместимость

вагонетки.

Число рейсов электровоза, необходимая для откатки всей породы в одном цикле

проходки выработки,

np=10-3Slц?g?в/(nG) =?вkpSlц/(kНVn)

где ?в – коэффициент использования сечения выработки.

Сила тяги в период установившегося движения (Н):

для груженого состава

Fгр=(Р+nGгр)(?гр-ic);

для порожнего состава

Fпор= (Р+nG0)(?пор+ic)

Сила тяги, приходящаяся на один двигатель:

F1гр= Fгр/nдв;

F1пор=Fпор/nдв

где nдв – число двигателей на электровозе.

Токи тяговых двигателей Iгр, Iпор и действительные скорости движения vгр и

vпор определяются по найденным значениям Fгр и Fпор и электромеханической

характеристике двигателя электровоза.

Время движения груженого и порожнего составов (мин):

Тдв.гр = L/(60*0,75vгр)

Тдв.пор = L/(60*0,75vпор)

Продолжительность рейса

Тр = Тгр + Тпор+Тман

Эффективный ток двигателя (А)

Iэф =?[pic],

где ? = 1,15ч1,4 – коэффициент, учитывающий ухудшение охлаждения двигателей

во время маневров.

Для нормальной работы электровоза необходимо, чтобы

Iэф

Если это условие не выполняется, то число вагонеток в составе должно быть

уменьшено.

Расход электроэнергии при откатки всей породы в одном цикле проходки

выработки (кВт*ч)

Е = ?nдлUрnp[pic]

где ? – коэффициент, учитывающий потери энергии во время маневров (? =

1,1ч1,3); nдл – число двигателей электровоза; Uр – среднее разрядное

напряжение батареи, В.

Требования Правил безопасности при откатке по рельсовым путям.

При механизированной откатке по рельсовым путям на прямолинейных участках

зазоры между наиболее выступающей частью подвижного состава и крепью

(боком) выработки или размещенным в выработке оборудованием и

трубопроводами должны быть с одной стороны не менее 0,7 метров (для

свободного прохода людей), а с другой – не менее 0,25 метров.

Вагонетки, оставленные на рельсовых путях, должны быть заторможены

стопорными башмаками. Постановку сошедших с рельсов вагонеток, электровозов

и другого оборудования необходимо производить с помощью домкратов и

самоставов.

Не допускается сцепка и расцепка вагонеток на ходу.

Эксплуатация электровозов должна осуществляться в строгом соответствии с

Правилами безопасности и инструкцией по уходу и эксплуатации завода-

изготовителя.

7.2. Расчет компрессорного хозяйства.

Производительность компрессора измеряется количеством свободного

(приведенного к нормальным условиям, т.е. давлению 760 мм.рт.ст. и

температуре 00С) воздуха (м3/мин) всасываемого за 1 минуту. В

многоступенчатых компрессорах производительность определяется количеством

свободного воздуха, всасываемого цилиндром низкого давления.

Компрессорные установки бывают стационарные и передвижные. Они состоят из

собственно компрессора, двигателя, воздухосборника, устройства для

охлаждения, пусковой, контрольной и защитной аппаратуры.

Обычно более производительные стационарные компрессорные установки

монтируются на неподвижных фундаментах; передвижные компрессорные установки

монтируются на прицепных тележках, автомашинах или на рамах-салазках. На

геологоразведочных работах применяются главным образом передвижные

компрессорные установки производительностью до 10 м3/мин. В разведочных

партиях, осуществляющих значительные объемы горных работ, применяется

стационарные компрессорные установки производительностью до 20 м3/мин и

реже более.

Технические характеристики стационарных компрессоров

|Показатели |Марки компрессоров |

| |ВП-20/8 |2ВП-10/8 |

|Производительность, м3/мин |20 |10 |

|Конечное давление сжатого воздуха, ати |8 |8 |

|Тип компрессора |Вертикальный |Вертикальный |

| |двойного |простого |

| |действия |действия |

|Число оборотов вала привода компрессора в минуту |500 |735 |

|Ход поршня, мм. |200 |200 |

|Диаметры цилиндров, мм.: | | |

|низкого давления |400 |350 |

|высокого давления |230 |200 |

|Расход охлажденной воды, л/мин |100 |50 |

|Расход смазочного масла, г/ч |240 |100 |

|Габариты компрессора, мм: | | |

|ширина |1500 |965 |

|длина |1800 |1380 |

|высота |2000 |1430 |

|Полный вес компрессора, кг. |4500 |1440 |

Производительность компрессора Q определяется суммарным расходом сжатого

воздуха всеми потребителями Q1 и потерями его в результате утечек из-за

неплотности воздухопровода Q2

Q = Q1+Q2, м3/мин;

Q1 = (m1*q1+ m2*q2 +…+ mi*qi)K1*K2*K3

где m – количество однотипных потребителей сжатого воздуха; q – расход

воздуха однотипными потребителями; K1 – коэффициент одновременности работы

машин, потребляющих сжатый воздух; К2 – коэффициент износа машин; К3 –

коэффициент, зависящий от превышения места работы компрессора над уровнем

моря.

В зависимости от числа одновременно работающих машин рекомендуется

принимать следующие значения коэффициента К1:

число одновременно работающих машин – 1 2 3 4 5

6

значение коэффициента К1 - 1 0,9 0,9 0,85

0,82 0,80

Значение коэффициента К2 для машин средней изношенности принимаются

следующие:

для перфораторов и отбойных молотков К2=1,15

для пневматических двигателей К2=1,10

А.С.Ильичев для К3 рекомендует принимать следующие значения:

| | | |обыкновенн|усиленн|обыкновенных |усиленных|

| | | |ых |ых | | |

|3/4 |20 |26,75 |2,75 |3,50 |1,63 |2,01 |

|1 |25 |33,50 |3,25 |4,0 |2,42 |2,91 |

|11/4 |32 |42,25 |3,25 |4,0 |3,13 |3,77 |

|1 Ѕ |40 |48,00 |3,50 |4,25 |3,84 |4,58 |

|2 |50 |60,00 |3,50 |4,50 |4,88 |6,16 |

|2 Ѕ |70 |75,50 |3,75 |4,50 |6,64 |7,88 |

|3 |80 |88,50 |4,00 |4,75 |8,34 |9,81 |

|4 |100 |114,00 |4,50 |5,50 |10,85 |13,44 |

|5 |125 |140,00 |4,50 |5,50 |15,04 |18,24 |

При разведке месторождений в условиях Крайнего Севера и в районах

устойчивой мерзлоты следует принимать меры против обмерзания труб изнутри.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5