Сооружение штольни в горной местности

Основные показатели буровзрывных работ.

5. Разработка паспорта проветривания

Выбор схемы проветривания:

Основной задачей проветривания тупиковых выработок является поддерживание установленных Правилами безопасности параметров рудничной атмосферы. Исходя из горнотехнических и горно-геологических условий данной выработки, наиболее приемлемым будет является комбинированный способ проветривания (выработка не опасна по газу и пыли). Комбинированный способ проветривания рекомендуется Правилами безопасности как основной. Его используют в выработках протяжённостью более 300 м. Комбинированный способ проветривания тупиковых выработок представляет собой сочетание нагнетательного и всасывающего способов. Он позволяет до максимума сократить время удаления газов и особенно целесообразен для проветривания протяжённых выработок большой площадью сечения, а также при скоростных проходках.

Основным недостатком этого способа в обычных условиях является наличие двух вентиляторных установок. Необходимость регулирования режимов их работы и увеличение эксплуатационных затрат.

Учитывая то, что заданная горная выработка имеет большую протяжённость 700м, площадь поперечного сечения – 6,8 м2, и неопасна по газу и пыли, принимаем комбинированный способ проветривания. При его использовании по всей длине трубопровода прокладывается только всасывающий трубопровод, а в призабойной части выработки – трубопровод, по которому в рабочую зону подается воздух из незагрязненной части выработки.

Нагнетательный вентилятор устанавливаемый в выработке должен располагаться от забоя выработки на расстоянии не менее длины зоны отброса газов Lз.о..

Найдём длину зоны отброса газов по формуле:  , где

 - количество одновременно взрываемого ВВ, кг (78,5 кг);

- площадь поперечного сечения выработки в свету, м2 (6,8 м2);

- подвигание забоя за один цикл, м (2,0 м);

 - плотность горной породы, кг/м3 (2720 кг/м3).

Lз.о. = 110м

По Правилам безопасности отставание трубопровода от забоя допускается в горизонтальной выработке не более чем на 10 м. Исходя из этого, длина нагнетательного трубопровода будет равна. LТ = 110 – 10 = 100м

Принимаем длину всасывающего трубопровода 700 м, так как всасывающий трубопровод устанавливается на расстоянии не менее 18÷20 м от забоя, а всасывающий вентилятор должен располагаться не ближе чем в 20 м от устья штольни во избежание подсасывания загрязнённого воздуха.

Расчёт подачи свежего воздуха для разжижения вредных газов от взрывных работ при комбинированном способе проветривания:

Количество воздуха необходимого для проветривания (подаваемое в забой), исходя из разбавления газов после взрывных работ по сухим породам, по формуле В.И. Воронина для нагнетательного вентилятора:

QЗ = 2,3*(А*S2 * L2з.о. *bф)1/3 /t =

= 2.3*(78.5*6.82 * 1102 * 40)1/3/1800 = 1.54 м3/сек = 92,4 м3/мин

- длина зоны отброса газов при взрыве, равная 110 м;

- фактическая величина газовости ВВ, т.е. объём условной окиси углерода, выделяемой при взрыве 1 кг ВВ, л/кг (40 л/кг);

 - продолжительность проветривания, мин (в соответствии с ПБ , ).

 - масса ВВ, взрываемого в одном цикле проходки;

 - площадь поперечного сечения выработки в свету.

Количество воздуха, удаляемого из забоя всасывающим вентилятором при отсутствие перемычки на границе зоны отброса газов:

QЗ.ВС = 1,3* QЗ = 1,3*1,54 = 2,002 м3/сек = 120,12 м3/мин

Проверяем полученное значение  на допустимую скорость движения воздушной струи по выработке:

Vd = QЗ.ВС/S = 2,002/6.8 = 0,3м/сек

Для эффективного выноса пыли из проектируемой выработки, скорость движения воздушной струи по штольне лежит в допустимых пределах

Определим количество воздуха исходя из минимальной скорости движения воздуха.

Количество воздуха по числу людей одновременно работающих в забое.

Если в выработке не ведутся работы, связанные с пылеобразованием и отсутствуют другие вредные вещества, подача воздуха должна составлять не менее 6 м3/мин на каждого человека, считая по наибольшему числу людей в выработке:

,

 - количество людей в забое.

Таким образом, для дальнейших расчётов принимаем количество воздуха на забой, исходя из условия минимальной скорости движения воздуха

Количество воздуха, удаляемого из забоя всасывающим вентилятором, при отсутствии перемычки на границе зоны отброса газов (во избежание рециркуляции воздуха):

Выбор типа и диаметра вентиляционного трубопровода.

Тип вентиляционных труб должен соответствовать площади поперечного сечения и длине выработки. Диаметр вентиляционных труб выбирается из расчёта, чтобы скорость движения воздушной струи по трубопроводу не превышала 20 м/с. Для нагнетательного вентилятора принимаем текстовинитовые гибкие вентиляционные трубы. Их главное достоинство – небольшая масса и невысокое аэродинамическое сопротивление.

Принимаем для нагнетательного вентилятора трубы из прорезиненной ткани (тип МУ) диаметром 0,4 м. У гибкого трубопровода в один из швов вмонтированы специальные крючки, с помощью которых он подвешивается к протянутому вдоль выработки тросу.

Скорость движения воздуха по трубопроводам удовлетворяет требованиям безопасности

Техническая характеристика гибких труб

Для всасывающего вентилятора принимаем металлические вентиляционные трубы. Учитывая длину всасывающего трубопровода, для приведения аэродинамического сопротивления в оптимальный предел значений принимаем диаметр всасывающего трубопровода равным 0,6 м.

Скорость движения воздуха по трубопроводам удовлетворяет требованиям безопасности

Расстояние от конца нагнетательного трубопровода до забоя должно быть не более:

Расстояние от конца всасывающего трубопровода принимаем:

Техническая характеристика металлических труб

Для стыковки гибких труб друг с другом в их концы вмонтированы стальные разрезные пружинящие кольца. Для соединения соседних звеньев пружинное кольцо одного звена сжимают и вводят внутрь другого. При включении вентилятора стык самоуплотняется.

Расчёт аэродинамических параметров трубопроводов.

Проветривание проектируемой горной выработки при её проведении осуществляется с помощью вентиляторов местного проветривания.

Аэродинамическими параметрами трубопровода являются аэродинамическое сопротивление, воздухопроницаемость и депрессия. По трубам воздух движется за счет разности давлений у их концов, которая затрачивается на преодоление сопротивлений, оказываемых ими. Аэродинамическое сопротивление трубопровода при любой форме его сечения определяется по формуле:

 , где

- коэффициент аэродинамического сопротивления,;

- длина трубопровода, м;

 - диаметр трубопровода, м.

Найдём аэродинамическое сопротивление трубопровода:

- для всасывающего вентилятора:

RT1 = (6.48*a*LT)/dT5 = (6.48*0.003*700)/0,65 = 175 H*c2/м2, где

 - коэффициент аэродинамического сопротивления;

 - диаметр вентиляционной трубы для всасывающего вентилятора.

- для нагнетательного вентилятора:

RT2 = (6.48*a*LT)/dT5 = (6.48*0.0025*100)/0,45 = 158 H*c2/м2, где

 - коэффициент аэродинамического сопротивления;

 - диаметр вентиляционной трубы для нагнетательного вентилятора.

Найдём воздухопроницаемость трубопроводов:

- коэффициент подсосов для всасывающего трубопровода:

ку = (0,1* кп *dт *[LТ*R1/2]/l + 1)2 = (0,1*0,002*0,6*[700*1751/2]/4 + 1)2 = 1,63

 - коэффициент, характеризующий плотность соединения звеньев трубопровода (при хорошем качестве сборки).

- длина одной трубы, м;

LТ=700м- длина всасывающего трубопровода, м;

 - диаметр труб, м;

RT1=175 - аэродинамическое сопротивление всасывающего трубопровода ;

- коэффициент утечек для нагнетательного трубопровода:

ку = (0,1* кп *dт *[LТ*R1/2]/l + 1)2 = (0,1*0,0016*0,4*[100*1581/2]/10 + 1)2 = 1,016

 - коэффициент, характеризующий плотность соединения звеньев трубопровода.

- длина одной трубы, м;

LТ=100м- длина нагнетательного трубопровода, м;

 - диаметр труб, м;

RT2=158 - аэродинамическое сопротивление нагнетательного трубопровода ;

Депрессия вентиляционных трубопроводов:

Общая депрессия, которую должен преодолеть вентилятор:

 , где

 - статическая депрессия, Па;

 - депрессия за счёт местных сопротивлений (уменьшение диаметра, повороты трубопровода), Па;

 - динамическая депрессия, Па.

Под депрессией вентиляционного трубопровода понимаются потери напора.

Статическая депрессия трубопровода (статистический напор вентиляторов):

, где

 - коэффициент воздухопроницаемости трубопровода;

 - необходимая подача свежего воздуха, м3/с.

 - аэродинамическое сопротивление трубопровода.

Депрессия вентилятора, необходимая для преодоления сопротивления трубопровода определяется по формуле:

- для всасывающего трубопровода

hвс ст = 1,63*2,652 *175 = 2003 Па

 - для нагнетательного трубопровода

hН ст = 1,016*2,02 *158 = 642 Па

В действительности, в трубопроводе из-за утечек расход воздуха по длине трубопровода непостоянен, поэтому при расчёте мы пользовались среднегеометрическим значением.

Депрессия на преодоление местных сопротивлений в гибком трубопроводе – зависит от степени турбулентности воздушного потока и количества стыков между отдельными звеньями:, где

 - число стыков по всей длине трубопровода;

 - коэффициент местного сопротивления одного стыка;

 - скорость движения воздуха в трубопроводе, м/с;

 - плотность воздуха, кг/м3.

Приближённо депрессия на преодоление местных сопротивлений в гибком трубопроводе может приниматься равной 20% от статической депрессии:

hМ = 0,2* hН ст = 0,2*642 = 129 Па

В металлическом трубопроводе депрессия на преодоление сопротивлений на стыках невелика, и ею можно пренебречь.

Динамическая депрессия гибких трубопроводов:

 , где

 - средняя скорость движения воздуха в трубопроводе на прямолинейном участке;

 - плотность воздуха, кг/м3.

- для всасывающего трубопровода:

hд = 9,372 * 1,222/2 = 54 Па

 - для нагнетательного трубопровода:

hд = 15,92 * 1,222/2 = 155 Па

Теперь подсчитаем общую депрессию для всасывающего и нагнетательного трубопровода:

- для всасывающего трубопровода:

hТ.ВС = 2003 +54 = 2057 Па

 - для нагнетательного трубопровода:

hТ.Н = 642 + 129 + 155 = 926 Па

Необходимая производительность вентиляторов:

- для всасывающего трубопровода

QВС = КУ*QЗ.ВС = 1,63*2,65 = 4,32 м3/сек = 259,2 м3/мин

КУ - коэффициент воздухопроницаемости всасывающего трубопровода;

QЗ.ВС - наибольшая расход воздуха в забой, с учётом различных факторов.

- для нагнетательного трубопровода

QН = КУ*QЗ = 1,016*2,0 = 2,03 м3/сек = 121,8 м3/мин

КУ- коэффициент воздухопроницаемости нагнетательного трубопровода;

QЗ - наибольшая подача воздуха в забой, с учётом различных факторов.

Выбор типа вентиляторов.

Производительность вентиляторов определяем с учётом количества воздуха, необходимого для проветривания выработок, и коэффициента воздухопроницаемости.

Выбор типа нагнетательного вентилятора.

2 – характеристики вентилятора ВМ-4М

Нагнетательный вентилятор располагается не ближе 110 метров от забоя проектируемой штольни. Длина нагнета-тельного трубопровода 100 метров.

Депрессия нагнетательного трубопровода 926 Па.

Необходимая производительность вентилятора 121,8 м3/мин. Поэтому принимаем осевой вентилятор местного проветривания с электроприводом ВМ-4М.

Это означает, что вентилятор ВМ-4М способный создавать максимальную подачу равную 156 м3/мин при максимальной депрессии 1450 Па, обеспечивает требуемую подачу необходимого количества воздуха 121,8 м3/мин, при депрессии 926 Па и КПД (0,7) лежащим в оптимальной зоне.

Выбор типа всасывающего вентилятора.

Всасывающий вентилятор располагается не ближе 720 метров от забоя. Длина всасывающего трубопровода 700 метров. Депрессия всасывающего трубопровода 2057 Па. Необходимая производительность вентилятора 259,2 м3/мин. Поэтому принимаем осевой вентилятор с электроприводом ВМ-8М.

Это означает, что вентилятор ВМ-8М способный создавать максимальную подачу равную 600 м3/мин при максимальной депрессии 4200 Па, обеспечивает требуемую подачу необходимого количества воздуха 259,2 м3/мин, при депрессии 2057 Па и КПД (0,65) лежащим в оптимальной зоне.

Техническая характеристика вентилятора ВМ – 8М.

Определение необходимого числа вентиляторов.

Потребное количество вентиляторов для проветривания всей выработки рассчитывается по уравнению:

- всасывающий вентилятор:

n = hТ.ВС/0,85* hВЕН = 2057/0,85*4200 =0,6 » 1шт

 где hТ.ВС - депрессия всасывающего трубопровода;

hВЕН - оптимальное давление вентилятора, Па.

- нагнетательный вентилятор:

n = hТ.Н/0,85* hВЕН = 926/0,85*1300 =0,84 » 1шт

где hТ.Н - депрессия нагнетающего трубопровода;

hВЕН - оптимальное давление вентилятора, Па.

Коэффициент 0,85 в формуле вводится для того, чтобы исключить возможность образования зон разрежения в трубопроводе.

Проверочный расчёт мощности потребляемой электродвигателем привода вентилятора ВМ-8М:

Р = (QВС * hТ.ВС)/1000h = (4,32*2057)/1000*0,65 = 14 кВт

Проверочный расчёт мощности потребляемой электродвигателем привода вентилятора ВМ-4М

Р = (QН * hТ.Н)/1000h = (2,03*926)/1000*0,7 = 2,7 кВт

По произведенным расчётам мощности видно, что тип и марка вентилятора выбраны правильно, а установленные на вентиляторах двигатели обеспечивают их нормальную работу.

Составление паспорта проветривания.

Проветривание горизонтальных горных выработок, их проведение осуществляется в соответствии с паспортом проветривания. Паспорт проветривания составляется руководителем горных работ и утверждается главным инженером экспедиции или партии. Все работающие в выработке должны быть ознакомлены с паспортом под роспись.

В текстовой части паспорта 6 разделов:

Первый раздел: Характеристика выработки.

- наименование выработки………… штольня

- глубина заложения от поверхности……. 300 м

- площадь поперечного сечения в свету 6,8 м2

- длина проветриваемой выработки……700м

Второй раздел: Характеристика системы проветривания.

1.     Способ проветривания – комбинированный.

2.     Расход воздуха поступающего к забою (м3/с)

Q ³ 1,43*QВС = 1,43*4,32 = 6,2 м3/с

3.     Производительность вентилятора, работающего на нагнетание (м3/с)

QН = 2,03 м3/с

4.     Производительность вентилятора, работающего на всасывание (м3/с):

QВС = 4,32 м3/с

5.     Средняя скорость воздушного потока в выработке в 25 метрах от забоя (м3/с). Количество воздуха, проходящего по выработке в 25 метрах от забоя (м3/с):

QВП = Q – QН = 6,2 – 2,03 = 4,17

Скорость движения воздуха в 25 метрах от забоя:

n = QВП/S = 4,17/6,8 = 0,6 м/с

6.     Количество вентиляторов в системе проветривания – 2 шт.

7.     Общая мощность вентиляторов, кВт: 16,7

8.     Максимальный расход взрывчатых веществ (кг/м3):

q = qц/V = 78,5/13,6 = 5,77

qц = 78,5кг - расход ВВ на один цикл;

V = 6,8*2 = 13,6 м3- объём взорванной породы за цикл.

Третий раздел: Характеристика вентиляционных трубопроводов.

1.     Назначение трубопровода:

- для подачи воздуха нагнетательным вентилятором;

- для подачи воздуха всасывающим вентилятором.

2.     Материал вентиляционных труб:

- для нагнетательного трубопровода - МУ;

- для всасывающего трубопровода - листовая сталь.

3.     Диаметр вентиляционных труб, м:

- гибкие - 400 мм;

- металлические - 600 мм.

4.     Способ соединения звеньев:

- гибкие - пружинящими стальными кольцами;

- металлические - фланцевым болтовым соединением с прокладкой в стыке.

5.     Способ подвески трубопроводов в выработке:

- гибкие к тросу, протянутому по выработке;

- металлические - при помощи подвесок.

Четвёртый раздел: Характеристика вентиляторов.

1.     Марка вентиляторов:

- работающего на нагнетание - ВМ-4М;

- работающего на всас - ВМ-8М.

2.     Производительность (при проектной протяжённости), м3/с:

- работающего на нагнетание - 2,03 м3/с;

- работающего на всас – 4,32 м3/с.

3.     Депрессия при проектной протяжённости (Па)

- работающего на нагнетание - 926 Па;

- работающего на всас - 2057 Па.

4.     Диаметр рабочего колеса, мм:

- ВМ – 4М – 398 мм;

- ВМ – 6М – 800 мм.

5.     Мощность электродвигателя:

- ВМ – 4М – 4 кВт;

- ВМ – 8М – 55 кВт.

Пятый раздел: Режим работы системы в случае пожара.

(излагаются мероприятия согласно плану ликвидации аварии)

Шестой раздел: Дополнительные сведения о средствах и способах проветривания и борьбы с запылённостью воздуха в призабойном пространстве.

1.     Интенсивная вентиляция.

2.     Бурение шпуров с промывкой водой.

3.     Орошение водой поверхности призабойного пространства выработки (длиной 20 метров) перед выниманием. Поверхность выработки орошать за 30 минут до взрывания. Расход воды на 1 м2 выработки 1,5 – 1,8 л.

4.     Для подавления пылегазового облака при ведении взрывных работ устанавливать водяные завесы в 20 м от забоя. Для создания водяных завес используются два конусных туманообразователя ТК – 1.

Техническая характеристика ТК – 1

Расход воды, л/мин……………………………23÷43

Расход воздуха, м3/мин………………… .1,2÷3,4

Диаметр оросительного факела, м ……… ...2,5

Угол раствора факела, градус …… ……90

Дальнобойность, м

 - активная………………… …………….8

 - максимальная………………… ………...13

- масса, кг ………………… ………… …0,72

5.     Орошение водой взорванной породы до и во время погрузки при помощи механических разбрызгивателей.

6.     Использование средств индивидуальной защиты – респираторов.

В графической части паспорта проветривания схемой проветривания на плане выработки в масштабе 1:100 и поперечный разрез выработки в масштабе 1:50.

Даются также эскизы монтажа вентилятора и способы подвески трубопроводов.

6. Расчёт параметров процесса уборки и транспортировки породы

Расчёт складывается из определения эксплуатационной производительности уборки и продолжительности уборки.

Эксплуатационная производительность ковшовой машины при собственно погрузке породы с использованием перегружателя, снижающего простои из-за маневров.

Коэффициент разрыхления породы ориентировочно определим из выражения:

КР = 0,16*f1/2 + 1,34 = 1,99

Объём породы, подлежащей уборке в цикле, составит:

При буровзрывном способе проведения выработок уборка породы занимает до 30 % времени проходческого цикла и на него приходится значительная часть всех трудовых затрат.

Определим эксплуатационную производительность породопогрузочной машины в данных условиях:

 , где

 - коэффициент, учитывающий крупность кусков породы (менее 300 мм);

 - техническая производительность породопогрузочной машины;

 - скорость при замене гружёных вагонеток на порожние с помощью электровоза;

 - вместимость кузова вагонетки;

 - коэффициент заполнения вагонетки;

nв =- число вагонеток под погрузкой;

l =50м- среднее расстояние от забоя выработки до пункта обмена вагонеток;

.

QЭ = 60/[1/1,2 + 2 + 2*50/(85*1,3*0,9*1)] = 15,6

Продолжительность уборки породы в цикле составит:

ТУ = Vп/QЭ + tп.з. = 13,6/15,6 + 0,1 = 0,97ч

tп.з. = 0,1ч - затраты времени на выполнение подготовительно-заключительных операций при погрузке породы.

Расчёт локомотивной откатки:

Максимальная сила тяги электровоза не может быть больше силы сцепления ведущих колёс с рельсами:

 , где

 - коэффициент сцепления с подсыпкой песка при условии, что рельсы чистые и сухие;

Рсц = 45кН - сцепной вес аккумуляторного электровоза

F = 1000*Y * Рсц = 1000*0,24*45 = 10800кН

Допустимый вес гружённого состава определяется путём сравнения силы тяги электровоза с сопротивлениями движению при различных режимах – трогание с места (по сцеплению колёс с рельсами), равномерное движение, торможение на среднем уклоне (по тормозным средствам поезда). По наименьшему из трёх полученных значений рассчитывают число вагонеток в составе.

Вес порожнего состава (кН) из условия сцепления колёс с рельсами при трогании с места:

 , где

F = 10800кН- сила сцепления ведущих колёс с рельсами;

 - сопротивление движению за счёт уклона – 4%;

 - удельное сопротивление движению порожней вагонетки;

 - пусковое ускорение (ускорение при трогании);

Qп = 560 кН

Вес гружёного состава (кН) по условию торможения на среднем уклоне:

 где

 - коэффициент сцепления при торможении с подсыпкой песка при условии, что рельсы чистые и сухие;

Рт=Рсц- тормозной вес электровоза

 - сопротивление движению за счёт уклона – 4%;

 - удельное сопротивление движению вагонеток;

 - скорость при длительном режиме работы электровоза;

В соответствии с ПБ тормозной путь на преобладающем уклоне при перевозке грузов 40 м. Отсюда, приняв, что на участке торможения режим движения поезда равнозамедленный:

 - замедление при торможении.

Qгр = 1012 кН

Вес поезда по условию сцепления колёс с рельсами, при установившемся движении с равномерной скоростью  :

на расчётном прямолинейном подъёме:

Qгр =1000*Y*Рсц/(wгр+ic) = 1000*0,24*45/(12+4)=675 кН

на расчётном прямолинейном спуске:

Qгр =1000*Y*Рсц/(wгр-ic) = 1000*0,17*45/(7-4)=2550 кН

Допустимый вес поезда принимается по рассчитанным выше минимальным значениям

Qпmin = 560кН – минимальное значение веса порожнего состава,

Qгmin = 1012кН – минимальное значение веса груженого состава.

 - вес порожней вагонетки;

Максимальное число вагонеток в составе:

- порожнем: nп = (Qпmin – P )/G0 = (560 – 45)/6.2 = 80 шт

- гружёном: nг = (Qгmin – P )/( G + G0)= (1012 – 45)/(19,89+6,2) = 37 шт

Вес породы в вагонетке (кН) определяется по формуле:

, где

 - коэффициент заполнения вагонетки;

 - ускорение свободного падения;

 - вместимость вагонетки;

 - насыпная плотность транспортируемого материала;

kр – коэффициент разрыхления породы при разгрузке (1,99 при f=16).

ρн = ρ/ kр = 2720/1,99 = 1367кг/м3

G = kз* ρн*g*V*10-3 = 0.9*1367*9.81*1.3*10-3 = 15,7кН

Найдём относительную продолжительность движения:

τ = Тдв /( Тдв + Тман) = 0,8/(0,8+2) = 0,29мин

Тдв = 2*L/(60*0,75*υдв) = 2*50/(60*0,75*2,77) = 0,8мин

 - скорость при длительном режиме работы электровоза;

L = 50м- среднее расстояние от забоя выработки до пункта обмена вагонеток;

 - коэффициент, учитывающий уменьшение скорости на закруглениях пути.

Тман = 2мин- продолжительность манёвров за один рейс.

Число рейсов электровоза, необходимое для откатки всей породы в одном цикле проходки выработки:

np = (S*Lух * Kp *Kис)/(Vв*Kз )= (6,8*2,0*1,5*1,15)/(1,3*0,9) = 20рейсов

 - площадь поперечного сечения вчерне;

5 - коэффициент излишков сечения выработки;

 - длина уходки за цикл;

Для нахождения скоростей движения, необходимо рассчитать силы тяги в период установившегося движения:

- для гружёного состава:

Fгр = (Р+n*Gгр )*(wгр-ic) = (45+20*21,9)*(7-4) = 1449 кН

Gгр = 15,7 + 6,2 = 21,9- вес гружёной вагонетки.

- для порожнего состава:

Fпор = (Р+n*G0 )*(wгр+ic) = (45+20*6,2)*(12+4) = 2700 кН

Сила тяги, приходящаяся на один двигатель электрооза:

F1гр = F1гр/nдв = 1449/2 = 724,5 кН

 - число двигателей на электровозе.

F1пор = F1пор/nдв = 2700/2 = 1350 кН

Для нормальной работы электровоза необходимо, чтобы:

Условие соблюдается.

7. Обоснование и расчёт параметров вспомогательных процессов

Освещение.

Для обеспечения необходимого уровня для освещенности (Согласно ПБ освещенность по почве выработки должна составлять не менее 15лк в вертикальной плоскости – не менее 10лк) используются светильники нормального рудничного исполнения РН-100. Расстояние между светильниками 5м, так как необходимый уровень освещённости в призабойной зоне обеспечивается при использовании светильников мощностью 100 Вт при расстоянии между светильниками 4-6 м.

Допускаемое напряжение для питания стационарных светильников в подземных выработках – 127 В.

Техническая характеристика светильника нормального исполнения РН-100

Масса, кг………………………………………………2,45

Мощность, Вт………………… …………………...100

Напряжение, В…………..……… ….120/250

Основные размеры, мм       

 - высота……………………… …………..265мм

 - диаметр………………………………………195мм

Для питания осветительных установок применяется осветительный трансформатор типа ТСШ-2,5/0,5, который присоединяется к сети при помощи магнитного пускателя и реле утечки УАКИ-127.

По ПБ находящийся в подземных горных выработках человек должен иметь индивидуальный аккумуляторный светильник, который имеет продолжительность нормального непрерывного горения не менее 10 часов.

Прокладка трубопроводов и кабелей.

Трубопроводы, прокладываемые в нашей выработке, предназначены для обеспечения вентиляции, подачи в забой сжатого воздуха, воды, по силовым кабелям подаётся напряжение для питания горнопроходческого оборудования, с помощью слаботочных кабелей обеспечивается связь с забоем выработки и сигнализация при возникновении аварийной ситуации.

Кабели связи и сигнализации прокладываются по стороне выработки, свободной от силовых кабелей. Кабели всех видов подвешиваются непосредственно к горной породе выше габарита подвижного состава (штрек в наших условиях не требует крепления).

Трубопроводы сжатого воздуха и воды прокладываются по почве выработки у одного из боков. Вентиляционный трубопровод подвешивается на тросу натянутого вдоль борта выработки, с противоположной стороны от свободного прохода , на высоте выше габарита подвижного состава.

Определение трубопровода для подачи сжатого воздуха:

,

где  – расход сжатого воздуха на участке трубопровода.

 , где

ψ – коэффициент, учитывающий износ оборудования;

mi - число однотипных приемников сжатого воздуха i-го типа, работающих в смену;

ξi - расход воздуха для однотипных приемников сжатого воздуха, м3/мин;

εi - коэффициент одновременности работы – отношение работающих в данный момент приемников i-го типа к общему их числу, которые должны работать;

n - число однотипных групп приемников;

i – любое число (номер); Vут=3м3/мин – утечка воздуха на 1000 м длины труб;

Lр – расчётная длина участка, м

Принимаем диаметр трубопровода…………………….121 мм

Условный проход……………………………………….117 мм

Наружный диаметр………………………………… ...121 мм

Толщина стенки…………………………………….…….4 мм

Масса 1м………………………………………………...11,54 кг

Допустимое давление при гидравлическом испытании 1,6 МПа

Определение диаметра трубопровода, предназначенного для подачи воды в забой.

Расход воды на смену:

 , где

Q1, Q2, Q3, Q4 – расход воды (л) на промывку при бурении шпуров на одну бурильную машину, на обеспыливание при взрывных работах, погрузке горной массы, при производстве геологической документации;

q1 q2 q3 q4 – удельный расход воды соответственно, на одну бурильную машину (л/мин); на один туманообразователь при взрывных работах (л/мин); на орошение при погрузке горной массы (л/м3) на орошение перед геологической документацией (л/м2);

t2 – продолжительность работы туманообразователя, мин;

n1 – число работающих бурильных машин, шт;

n2 – число работающих туманообразователей в забое, шт;

S – площадь поперечного сечения выработки, м2;

Lсм - подвигание выработки за смену, м;

Kр – коэффициент разрыхления;

Sв – поверхность орошения, м2.

Трубопроводы для сжатого воздуха и воды подвешиваются к боку вырубки при помощи проволоки 6мм через 5 метров.

Кабели освещения подвешиваются в верхней части бока вырубки через 3 метра.

Трудоёмкость вспомогательных процессов - навеска вентиляционных труб, наращивание трубопровода для сжатого воздуха и воды, такелажно-доставочные работы.

Прокладка рельсовых путей.

Основным параметром рельсовых путей является ширина колеи. Учитывая тип принятого горнопроходческого оборудования, ширина колеи равна 600 мм. Выработка проводится с уклоном в сторону устья выработки. Уклон выбирается таким образом , чтобы сопротивление движению гружёного состава к устью выработки был равен сопротивлению движения порожнего состава в обратном направлении. Для выработок горизонтальных, с электровозной откаткой по ПБ уклон составляет 3-5 %. Тип рельса определяется округлённой до целого значения массой 1м рельса. Промышленностью выпускаются рельсы с массой от 8 до 75 кг. Для откатки вагонеток вместимостью до 2 куб.м. применяются рельсы типа Р18 и Р24 . Применяем в нашем случае рельсы типа Р24.

Рельсы соединяются между собой накладками и четырьмя болтами. Для безударного перехода колеса с рельсы на рельсу, стык располагается между шпалами. Последние укладываются на шпалы через подкладки, чем обеспечивается увеличение опорной поверхности рельсов. В нашем случае мы будем применять деревянные шпалы, сосновые, пропитанные антисептиком – фтористым натрием или хлористым цинком для увеличения срока службы.

К шпалам рельсы прикрепляются костылями. Для равномерной передачи нагрузки на рельсовый путь, применяется балласт из щебня, с крупностью кусков 20-60мм. Толщина балластного слоя под шпалой не менее 100 мм, пространство между шпалами засыпается на 2/3 толщины шпалы.

8. Разработка графика цикличной организации работ

График организации работ отображает последовательность и длительность рабочих процессов при установленном режиме работы и принятой организации труда, когда обеспечивается выполнение запланированных объемов производства.

Проведение выработок организуется по графикам цикличности, исходя из проходческого цикла (совокупность проходческих процессов и операций, повторяющихся в течение одинакового промежутка времени, за который забой выработки подвигается на одинаковую величину).

График цикличности дает графическое изображение работ проходческого цикла: выполнение всех работ цикла от начальной до конечной – во времени и в пространстве.

При проведении проектируемой горизонтальной выработки буровзрывным способом проходческий цикл включает в себя следующие операции:

а)                бурение шпуров;

б)                заряжание, взрывание зарядов;

в)                проветривание;

г)                 приведение забоя в безопасное состояние;

д)                погрузку и транспортировку отбитой породы;

е)                 настилка рельсового пути;

ж)              сооружение водоотводной канавки;

з)                  наращивание трубопроводов, кабелей

Исходные данные для построения графика цикличности для проведения проектируемой геологоразведочной штольни:

Штольня площадью поперечного сечения 6,8 м2, длиной 700 м, проходят в породах ХVII категории по буримости. Проектная глубина шпуров 2,5 м, количество шпуров по паспорту буровзрывных работ 34, коэффициент использования шпуров 0,8. Подвигание выработки за цикл – 2,0 м.

Проектом предусмотрено серийное оборудование: перфораторы ПР-54В1 на пневмоподдержках, погрузочная машина типа ППН-2, вагонетки ВГ-1,3 и аккумуляторный электровоз 4,5АРП 2М.

Режим проходческих работ: продолжительность рабочей смены 6 часа, число смен в сутки – 4, число циклов в смену – 1.

Выработку проводят без крепи – породы устойчивые.

Расчёт основных параметров проходческого цикла производится в соответствии с «Методика определения параметров проходческого цикла скоростных проходок горизонтальных разведочных выработок».

-                   для 1 группы выработок при объёмах проходки (180 м/месяц);

-                   время на проходку 3мес

-                   при числе рабочих дней в месяц – 30;

-                   при количестве смен в сутки – 4.

Определяем объёмы работ по каждому из процессов проходческого цикла:

- по бурению шпуров: Vбур = Vбвр + Vп = 87 + 4,05 = 91,05м;

- по уборке породы:Vпор = 13,6м3;

- по настилке рельсовых путей и монтажу трубопроводов:

;

- по заряжанию шпуров: Vбур = Vбвр = 87м;

По сборнику ЕВН-1984г. определяем трудозатраты на выполнение единицы работ по каждому процессу цикла.

Трудозатраты принимаются с учётом поправочных коэффициентов на условия работы. Результаты сводим в таблицу.

Нормы времени на операции проходческого цикла в проектируемой выработке.

Определяем трудоёмкость каждого технологического процесса в цикле:

 , где

 - объём работ по каждому процессу;

 - норма времени на выполнение единицы объёма работ.

·          по бурению шпуров:

Nбур = Vбур*Нвр/10 = 91,05*1,26/10 = 11,47 чел-ч

·          по заряжанию шпуров:

Nзар = Vбвр*Нвр/10 = 87*0,528/10 = 4,59 чел-ч

·          по настилке путей:

;

·          по навеске вентиляционных труб:

- прорезиненных: ;

- жёстких: ;

- всего:

·          по монтажу трубопроводов:

- для воды: ;

- для сжатого воздуха: ;

- всего:

Общая трудоёмкость работ в цикле без учёта уборки породы составит:

Nобщ = Nбур + Nзар + Nр + Nв + Nтр = 11,47+4,59+1,55+0,74+1,501 = 19,85чел-ч

Явочный состав проходческого звена:

nзв = Nобщ /(Тсм - Туб) = 19,85/(6 - 0,97) = 3,95 » 4чел, где

Тсм = 6ч- планируемая продолжительность смены;

Туб = 0,97ч - продолжительность уборки породы.

Принимаем численный состав проходческого звена , так как учитываем, что остальная трудоёмкость работ будет приходится на прочие работы.

Суммарная трудоёмкость прочих работ (дополнительных в цикле):

Nпр = nзв (Тсм - Туб) - Nобщ =4(6 - 0,97) – 19,85 =0,27чел-ч

Явочный состав проходческой бригады:

nбр = m*n = 4*4 = 16чел , где  - число рабочих смен в сутки.

Определяем продолжительность каждой производственной операции и строим график цикличности.

9. Составление таблицы технико-экономических показателей по проекту

Расчёт сжатого воздуха на 1 п.м. выработки

Количества сжатого воздуха для проходки штольни S = 6,8 м2 исходит из работы перфоратора ПП-54B1.

Расход сжатого воздуха на бурение шпуров в забое перфоратором ПП54В1

, где

где  - удельный расход воздуха ПП-54В1;

 - время работы ПП-54В1

Расход электроэнергии на проходку 1 п.м. выработки.

1. Применяемое электрооборудование при проходке выработки.

·                     Породопогрузочная машина ППН-2 - электродвигатель мощностью 26,5кВт

·                     Освещение - светильники с эл. лампами V=127В W=100Вт -180 шт

·                     Вентилятор ВМ - 4М – электродвигатель мощностью 2,7 кВт.

·                     Вентилятор ВМ - 8М – электродвигатель мощностью 14 кВт.

Расход электроэнергии на проходку 1п.м. выработки:

где - коэффициент загрузки потребителей - 0,9;

 - относительная мощность двигателей, находящихся в работе - 0,3;

 - суммарное время работы потребителей – 9,5ч;

- КПД электродвигателя - 0,85;

- КПД передачи - 0,8;

- КПД сети - 0,95;

- суммарная мощность потребителей – 61,2кВт.

Расчёт стоимости амортизационных отчислений

Расчёт стоимости необходимых материалов

Расчёт стоимости электроэнергии и сжатого воздуха на 1 п.м. выработки

Технико-экономические показатели проведения выработки

Страницы: 1, 2