МИНИСТЕРСТВО

УГОЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ СССР

Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт

ЦЕНТРОГИПРОШАХТ

Методика расчета односкиповой с противовесом многоканатной подъемной установки

Москва 197/

МИНИСТЕРСТВО УГОЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ СССР

Всесоюзное объединение "Союзшахтопроект "

МЕТОДИКА РАСЧЕТА ОДНОСКИПОВОН С ПРОТИВОВЕСОМ МШ ГО КАНАТНОЙ подъемной установки

ВОМ 4 ш - 77 Минугдепром СССР

Введена в действие как временная протоколом рассмотрения работа во В/О "Союз-шахтопроект" от 23 сентября 1977 г..утвержденным Первым Заместителем Министра угольной промышленности СССР тов.Белым В.В.

Москва - 1977

8

по вентиляции стволах, сечение ствола получается настолько малым, что разместить в этом стволе необходимые скипы окажется невозможным.

При таких условиях приходится принимать сечение ствола по условиям размещения в нем наивыгоднейших по грузоподъемности сосудов и прочего оборудования (трубы, кабели и т.д.)

Бели на данной шахте для выдачи полезного ископаемого используется один двухскиповой подъем и один односкиповой с противовесом, желательно, по возможности, типоразмеры скипов иметь на обоих подъемах одинаковыми.

4. Выбор, подъемного^каната

Одним из существеннейших элементов, определяющим основные параметры миогоканатной подъемной машины, являются типоразмеры канатов, которые используются в качестве подъемных при многоканатном подъеме.

При расчете и выборе для многоканатного подъема типа подъемных канатов, временного сопротивления на разрыв их проволочек и диаметра канатов необходимо руководствоваться письмом Энергомеханического управления МУП СССР и B/Q "Союзшахто-проект" $ 25 - 4-3/175 от 02.0.3.77 г. (канаты принимать оцинкованные по ГОСТу 7668-69; из проволочки 160 кгс/мм2; диаметр 33,42 и 46,5 мм). В отдельных случаях, при соответствующих обоснованиях, допускаются отступления от этих указаний по согласованию с Энергомеханическим управлением МУП СССР и В/0 "Союзшахтопроект”.

5. Число подъемных канатов

При определении параметров мяогокаяатяых подъемных машин принципиальным вопросом является число подъемных канатов. Наиболее целесообразным является использование четырехканатных подъемных машин.

-9-

Шестиканатные подъемные машины целесообразно использовать там, где они могут обеспечить работу при схеме с углом обхвата 180° (без отклоняющих шкивов), а при сохранении четырех подъемных канатов будет неизбежен переход к работе при схеме с углом обхвата порядка 190° (при наличии отклоняющих шкивов). Следует однако, учесть, что такая целесообразность может возникнуть при расстоянии между отвесами канатов порядка 2250 мм и разности напряжения до 15 т или при расстоянии порядка 2800 мм и разности натяжения до 22 т, что в условиях ОАнаоитобого подъема мало реально. Но кроме того^в ряде случаев при сосудах особенно большой грузоподъемностям и при глубоких шахтах, когда четыре подъемных каната не обеспечивают необходимого удельного давления и запаса прочности каната, при приемлемых диаметрах последнего, бывает целесообразно прибегнуть к навеске шести и даже восьми подъемных канатов.

6. Расчет подъемных канатов

При односкиповом подъеме с противовесом расчет подъемного каната производится для условий подъема груженого скипа.

Для расчета подъемного каната при наличии уравновешивающего каната, вес погонного метра которого равен весу погонного метра подъемвого, необходимо установить величину максимальной статической нагрузки, которая состоит из величины собственного веса сосуда ( QLm), веса полезного груза ( Qln ) и веса полного отьеса всех подъемных канатов (прН₀), где П - число подъемных канатов;    р - вес погонного метра одного подъемного каната, кгс/м.*    Н₀ - максимальная длина отвеса одного

подъемного каната от оси многоканатного шкива трения до находящегося у загрузочного устройства сосуда плюс длина одной ветви петли уравновешивающего каната при расположении сосуда у

- //-

жущего шкива) предельное напряжение, допускаемое Правилами Безопасности при соблюдении требуемого запаса прочности каната.

_ <о

где:

(5 - временное сопротивление разрыву кгс/см² (обычно I6000-I8000 кгс/см²);

г

)0_о- фиктивная плотность I м каната, приходящаяся на 1см⁴

^    р

сечения каната, кгс/см .м (отношение веса погонного метра каната в ктфл к поперечно:.^ сечению про-

9

волок, составляющих канат, см .

Для стандартных подъемных канатов обычно принимается « 0,85-0, S3 кгс/м. см².

Расчетное значение можно принимать Jf₀ - 0,92 кгс/м.см² ГП - статический запас прочности каната.

Для многоканатных подъемных установок запас прочности каната (постоянный) должен быть не ниже:

m ^ 7 - для грузовых многоканатных установок ГП ^ 8 - для людских и грузо-людских -"-

Канаты для шахт глубиной более 600 м могут иметь переменный запас прочности в зависимости от высоты подъема, но он не должен быть ниве 4,5 кратного для грузовых подъемов и 5 кратного для людских и грузо-людских подъемных установок, поэтому при расчете нового каната, подлежащего навеске, принимается обычно запас прочности при грузовом подъеме 5-ти кратный, при людском — 5,5 кратный.

~'Э-

13q

где:

flpc - высота кромки бункера над отметкой земли, м;

Ь-_ПреЬ“ превышение днища скипа в период разгрузки над кромкой приемного бункера. Обычно Ь.прев.= 0,35 м;

Я_шк - радиус отклоняющего жива, м;

fl_c - высота скипа с прицепным устройством до верхнего жимка в канате; fl - высота переподъема, м;

При многоканатных подъемных установках высота переподъема должна быть не менее 7 м и состоять из высоты свободного переподъема не менее 3 м и высоты для размещения предохранительных

устройств;    ..    ,

Висотой пере о од гемо для гразобь/л порге/поб 6 crипол CJ)гдгдеsr) сиипоо/пь Высоту_t мО /го/порд+о иг съело свободно лорнЯ7Асд

Скип ооо нормального положения прод^озгррзке ро сопрасослгсбе-

ыиР бержнего жаигхо коноепо с обором отклоняло и/его шкаби или отдельных ЦОстай ело по с ^иеилел/то/пи ко про.

Высота для размещения предохранительных устройств состоит из рабочего хода амортизатора предохранительного устройства и дополнительного (резервного хода) амортизатора.

Величина резервного хода должна быть не менее половины длины рабочего хода амортизатора;

Н_щ- высота шлюза, применяемого для герметизации ствола (обычно 1г_ш = I м).

fl_n - расстояние от шлюза до перекрытия машинного зала (при схеме без отклоняющего шкива), м;

flQrr,^ расстояние по вертикали между осями движущего шкива трения и отклоняющего шкива;

-/4 -

о _ As __ _

По^>сп SCnd_K tgd*

Д*“ диаметр шкива трения, м;

0^_к- угол контакта каната с отклоняющим шкивом (при угле обхвата канатом барабана 190° Ы_к = 10°);

■t_s~ расстояние между отвесами одного и того же подъемного каната, м;

С - высота оси машины над полом хмашинного зала, м; Определив необходимое разрывное сопротивление требующегося подъемного каната или вес его I пог.м, выбирается канат

необходимой конструкции и свивки по таблицам ГОСТа    .

( CU/. слпр, S)

Принимается к навеске канат типа cL_K - диаметр каната, мм р - вес I п.м. подъемного каната, кгс/п.м.

ГК    Л

Q - временное сопротивление разрыву, кгс/сьг «р - суммарное разрывное усилие всех проволок одного каната, кгс

У подобранного подъемного каната проверяется статический запас прочности каната при равновесных уравновешивающих канатах и с учетом веса отвеса, подъемных канатов.

а)    при глубине шахты до 600 м включительно:

m -!Ъ_-     (п)

а.⁺й„*п_п,. р_гк’Н₀

б)    при глубине шахты более 600 м:

Отношение суммарного разрывного усилия всех проволок всех подьехмных канатов к концевому грузу (без учета веса каната долж-

-/a ~

Необходимое количество уравновешивающее канатов обычно уточняется в процессе подбора его типоразмера и в зависимости от возможного их размещения под клетью.

Вес I п.м. уравновешивающего каната выбирается из условия:

^■гк'Ргк Р-хк    (2t)

где

П_хк- количество уравновешивающих канатов вес I п.м. уравновешивающего каната

8.    Вес противовеса

При уравновешенной системе односкипового подъема с противовесом вес противовеса, рессчитываемый по условию минимальной мощности двигателя, принимается равным:

а „рож. = ад 4° ^кГС ^

9.    Выбор подъемной машины

При определении необходимого минимального диаметра движущего шкива трения многоканатной подъемной машины, в соответствии с Правилами Без опасности,следует учитывать требующееся отношение диаметра барабана к диаметру навешиваемого подъемного каната.

При круглопрядных с линейным касанием или трехгранно-прядных канатах рекомендуется принимать отношение    ^    79₁

если установка не имеет отклоняющих шкивов, т.е. когда диаметр шкива трения равен расстоянию между отвесами канатов двух со-

лЧ'Оп OOxCOmQ,кОндтО*!/

судов (движущего шкива трения в этом случае равен оС = 180°).

При этих же канатах, если установка имеет отклоняющие Дс

шкивы,    О-    во    всех случаях при навеске закрытых канатов

у) сомосыо уточнению Госюртанарзо/х}

- 17    -

рекомендуется отношение -4^-^ЮО.

аь

Необходимые величияы_максима ль но го_ст ат и ч е ско го натяжения и дазности_статических_натяжений^

Определяем требующееся максимальное статическое натяжение канатов ( Г см.макс) и разность статических натяжений (R ст. неур.) и по этим значениям подбираем соответствующую многоканатную подъемную машину.

F ст.макс. = Оп ^Ом *’П_гк p_rfe Но ,кгс. (23) когда вес погонного метра всех уравновешивающих канатов равен весу погонного метра всех подъемных канатов или F* ст. макс. =    ⁺    *М    +

ц- п_г<Р_Г(<; ^Ь_ог + hny)    (24)

при тяжелом уравновешивающем канате.

Максимальная разность статических натяжений при односкиповом подъеме с противовесам при уравновешенной системе:

R ст.неур. =    ;    или при тяжелом хвостовом канате:

Кстне*р⁼ -f^IL+[(^fl«CJ,₁c₁;‘ⁿncP,_K)(H_n-bc)J    ⁽²⁵⁾

С учетом выбранного диаметра движущего шкива трения, диаметра и числа подъемных канатов, величия максимального натяжения и разности натяжений канатов - предварительно выбирается многоканатная подъемная машина и уточняется соответствие ее параметров требующимся.

Следует учесть, что при заказе подъемных машин надо в анкете указывать в качестве требующихся: максимальную статическую нагрузку и максимальную разность статических натяжений в соответствии с последним ГОСТом и каталожными данными по заказываемой машине, а фактически требующуюся по расчету разность натяжений приводить с указанием, что она дается только для условий наладки тормозного устройства.

МЕТОДИКА РАСЧЕТА односкиповой с противовесом многоканатной подъемной установки

ВВЕДЕНИЕ

1.    Настоящая методика содержит расчет односкидовой с противовесом многоканатной подъемней установки шахт новох и реконструируемых (с проходкой нового ствола) и используется для составления алгоритмов основных проектно-вычислительных задач.

Разработанные алгоритмы предназначены для составления программ с последующей их реализацией на ЭВМ.

2.    Основанием для разработки настоящей методики является приказ Шахтопроекта (В/.О "Союзшахтопроект") J6 6 от 30 декабря 1974 г.

3.    При проектировании проектными организациями скиповых подъемных установок выявились разные подходы к решению одних

и тех ке технических вопросов. Единая методика расчета устраняет ошибки и разный подход к решению конкретных технических задач.

4.    К числу основных задач, подлежащих решению с использованием настоящей методики,при проектировании шахтных подъемных машин относятся расчет и выбор;

1.    типа и основных параметров сосудов;

2.    типа и основных параметров канатов;

3.    типа и основных параметров подъемных машин;

4.    основных параметров кинематики подъема;

5.    типа и основных параметров электропривода.

5.    При разработке методики были использованы следующие нормативно-методические материалы и работы;

-    ТЭО основных направлений развития подземного транспорта я подъема угольных шахт бассейнов, Центрогилрошахт, 1971 г.;

-    "Основные направления и нормы технологического проектирования угольных шахт, разрезов и обогатительных фабрик", Минуглепром СССР, 1973 г.

Конкретные проекты, выполненные институтами Южгщрошахт, Донгипрошахт, Гидрошахт и другими.

-з -

ШОГОКАНАТНАЯ ОДНОСКИПОВАЯ С ПРОТИВОВЕСОМ ПОДЪЕМНАЯ УСТАНОВКА

К основным факторам, влияющим на выбор шахтных подъемных машин, относятся:

1.    Производственная мощность шахты А, т в год

2.    Годовая производительность подъема А^т, в год

3.    Глубина разрабатываемого, а также всех последующих, подлежащих разработке, горизонтов - Нщ(м); Нш'2 и т.д.

4.    Количество одновременно разрабатываемых горизонтов П_г (шт.)

5.    Количество горизонтов, подлежащих разработке ~П.₀ (шт).

6.    Срок службы каждого из разрабатываемых горизонтов —

Тл^(лет); Тл£ и т.д.

7.    Количество необходимых шахтовыдач И (шв)

8.    Количество и типы скиповых подъемов, намечаемых для ввдачи данного ископаемого.

9.    Максимально возможные по условиям сечения ствола габариты в плане скипов, подлежащих навеске;

10.    Режим работы шахты в целом:

а)    М - число рабочих дней в году;

б)    T_tym - число часов работы подъема в сутки;

в)    К_н - коэффициент неравномерности работы подъема,

г)    характеристика горной массы (коэффициент Kj перевода объемного веса рядового угля в объемный вес поднимаемой горной массы).

~s -

3. Выбор подъемного сосуда Наивыгоднейшая грузоподъемность скипа:

где:    d_p-    расчетная наивыгоднейшая грузоподъемность скипа,тс;

к_п - коэффициент продолжительности подъема;

Н_п - полная высота подъема; м

2 =1 при двухскиповом подъеме; 2=2 при односкиповом подъеме.

Технико-экономическими расчетами установлено, что по условиям минимальной эффективной мощности,наименьшего расхода энергии К_д может изменяться в пределах от 4 до 6.

К_п = 4 Целесообразно принимать при производительности подъемной установки ,цо 1200 т.т в год;

Кд= 5 Целесообразно принимать при производительности

подъемной установки свыше 1200 т.т в год и высоте подъема от 500 м и более;

К_п = 6 Может оказаться целесообразным при производительности подъемной установки от 1500 тыс.т в год и выше и высоте подъема от 700 м и более.

Однако К_п= 5 и особенно К_д = 6 следует принимать, если навеска скипа увеличенной емкости не вызывает необходимости в увеличении диаметра ствола и если увеличение общих капитальных затрат окупается не более чем за 8-10 лет зд счет уменьшения эксплуатационных расходов;

- в -

Общая пауза:    0*    =    8^    + Bg,    с;

0^ - пауза на загрузку-разгрузку скипов, величина которой принимается в зависимости от грузоподъемности скипов;

Емкость скипа, м3	5	9,5	II	15	20	25	35	55
Пауза, сек	7	10	II	15	20	25	35	45

0₂- время, затрачиваемое на нарастание момента и на рас-тормаживание - 2,5 -3 с.

При односкиповом подъеме с противовесом величина паузы на полный цикл подъема, состоящий из операций: подъем груженого скипа, разгрузка скипа, спуск порожнего скипа и его загрузка принимается:

0 попи .оди.⁼ 2 ( 0,+ 02 )    *    ^1Ч)

Высота подъема:

Н _n “ Н_ш ⁺ it ^_агр .⁺ К с ⁺    +    f"l    _Пр_е5^ „ (4

где:

Н_ш - глубина ствола до откаточного горизонта, м; ft'_t- высота скипа (без прицепных устройств), м; in - высота от отметки околоствольного двора до отметки

Jucp

загрузки скипа у подземного бункера, м;

К_рс “ высота кромю! приемного бункера, м;

Ь-преЕГ превышение днища скипа в период разгрузки над кромкой приемного бункера на поверхности ( flnpeB, £    0,35    м),

Для предварительных расчетов высоту подъема можно прини

мать :

а) для угольных скипов при грузоподъемности:

до 15 т нп = нш + (50 V70 м) (6) от 15 до 30 т Нп - Нш + (70^100 м) О б) для породных скиповых подъемов Нп = Нш + (40 у 60 м) 6) На основании полученной расчетной грузоподъемности выби- рается к установке скип грузоподъемностью. ближайшей к расчет- ной из числа предусмотренных к изготовлению стандартных скипов QL^- геометрическая емкость скипа - м3 Q,n- грузоподъемность скипа - тс собственный вес скипа - тс (включая подвесные устройства).

Б настоящее время угольные скипы емкостью 5-15 м³ имеют секторный затвор; емкостью 20-^5 м³ - клапанный затвор; породные скипы - как секторный затвор (конструкции Сибгштрошахта^так и клапанный затвор - конструкции южгипрошахта.

Габариты выбранного скипа в плане прежде Есего должны соответствовать сечению ствола, определенному по условиям вентиляции с учетом газового режима, ожидаемого при эксплуатации нижнего горизонта, намеченного проектом к разработке.

Если полезное ископаемое является ценным и боящимся дробления (антрациты и другие энергетические угли), то с целью сокращения высоты падения угля при загрузке его в скип следует предпочесть выбор скипа большего сечения в плане и меньшей высоты, если это позволяет сечение ствола, выбранное с учетом ряда условий - вентиляция, размещение труб, кабелей и пр.

Но нельзя исключить такого положения, когда по условиям вентиляции, на шахтах, не опасных по газу, или при нейтральных