Оптимизация обеспечения системы сжатым воздухом ГДУПР №1 рудника «Каракутан» Выпускная квалификационная научная работа (стр. 4 )

Таблица 1.

Технические характеристики погрузочной машины ППН-1С.

Параметр	Значение
Техническая производительность, мі/мин	1,25*
Вместимость ковша, мі	0,25±0,02
Ширина захвата, мм	2200
Высота загрузки, мм	1300
Наибольшая высота, мм	2250
Фронт погрузки, м	2,2
Габаритные размеры в транспортном положении: длина ширина высота	2270 1150 1500
Колея, мм	500, 600, 750, 900
Удельный расход воздуха, мі/мин	19,5*
Установленная мощность пневмомоторов, кВт	22*
Давление сжатого воздуха, Мпа	0,4 – 0,7
Скорость передвижения, км/ч	3,5
Масса, т, не более	3,8

* при давлении сжатого воздуха 0,5 Мпа

Турбонасос Н2

Турбонасос Н2 предназначен для перекачивания нейтральной воды с температурой от 1°С до 80°С в угольной, горнорудной промышленности с содержанием твердых частиц не более 5% по массе, размером до 5мм. Насос (рис. 10) может быть использован для откачки воды при проходе уклонов, горизонтальных выработок и на поверхности, для откачки воды при рытье канав, глубоких котлованов и при других строительных работах.

Отличительная особенность этого алюминиевого центробежного насоса заключается в том, что привод его представляет из себя турбинку, вращающуюся от сжатого воздуха. Данная конструкция насоса сама по себе является взрывозащищенной.

Рис. 10. Турбонасос Н2.

Основные параметры для номинального режима работы на воде с температурой 20°С, плотностью 1050 кг/м3 при барометрическом давлении 960 мм. рт. ст. соответствует (табл. 2):

Таблица 2.

Основные параметры турбонасоса Н2

- подача, м3/ч	25
- напор, м	40
- рабочее давление воздуха, мПа	0.45…0.5
- расход воздуха, м3 /мин, не более	7
- рабочая скорость вращения, об/мин	6300
- габаритные размеры, мм, неболее	460*470*434
- масса, кг, не более	35кг.

Перфоратор YT29A

Перфоратор ручной пневматический YT29A (рис. 11) – это новейшая эксклюзивная разработка специалистов в области горнодобывающей промышленности с целью достижения высокой производительности при бурении горных пород со средней и крепкой степенью крепости, при значении коэффициента крепости горной породы f = 8 – 18 по шкале профессора .

Перфоратор имеет средний вес и небольшие габариты, низкий уровень шума и хорошие антивибрационные характеристики, а так же потребляет минимально возможный объем сжатого воздуха. Благодаря инновационным технологиям и неординарным инженерным решениям, были заметно улучшены его технические и эксплуатационные характеристики. Вследствие чего, перфоратор получил увеличенную энергию удара, что в конечном итоге, привело не только к возрастанию производительности при бурении крепких и средних по степени крепости горных пород, а также к повышенной эксплуатационной надежности.

Перфоратор ручной пневматический YT29A – применяется для скоростного строчечного бурения вертикальных, наклонных и горизонтальных шпуров диаметром от 30 мм до 45 мм, с глубиной бурения до 5 метров и возможностью использования в комплексе с пневматической поддержкой – FT160A, FT160B, FT160C и FT170.

Перфоратор имеет три режима работы: забуривание, полный рабочий режим и интенсивная продувка шпура. Для пылеподавления и очистки шпура от бурового шлама, применена система центральной (осевой) промывки, посредством металлической трубки с внутренним отверстием 3 мм, проходящей вдоль оси перфоратора. Смазка перфоратора, осуществляется магистральной автоматической масленкой.

В комплект поставки пневматического перфоратора YT29A – входит стандартный заводской комплект запасных частей (ЗИП), который при необходимости, позволяет осуществить замену изношенных деталей. Кроме того, возможна любая комплектация ЗИП и модернизация перфоратора – «антивибрационной ручкой», которая существенно снижает вибрационные нагрузки на человека при бурении.

Рис. 11. Перфоратор YT29A

Таблица 3.

Технические характеристики перфоратора YT29A

Вес, кг	27
Длина, мм	659
Размеры хвостовика буровой штанги, мм	H22Ч108±1
Диаметр коронки, мм	34-45
Диаметр поршня, мм	82
Ход поршня, мм	60
Расход воздуха, л/сек (при пневматическом давлении 5 кг/см2)	≤65
Частота ударов, Гц	≥37
Скорость вращения, об/мин	300
Внутренний диаметр воздушного рукава, мм	25
Энергия удара, Дж	≥78 (0,63Мпа) ≥69 (0,5Мпа) ≥50 (0,4Мпа)

2.4. Расчет потребления сжатого воздуха

Рис. 12. Расчетная схема пневматической установки

Исходные данные для расчета:

Расстояние между узловыми точками пневматической се­ти: 

L1-2 = 600 м; L2-3 = 300 м; L3-4=100 м; L1-5 = 50 м; L5-6 = 50 м;

L6-7 = 150 м; L7-8 = 60 м; L8-9 = 40 м; L7-10 = 40 м; L10-11 = 70 м;

L11-12 = 40 м;

Таблица 4.

Технические характеристики потребителей сжатого воздуха

Потребители сжатого воздуха (обозначение)	Количество ni	qi м3/мин	pni бар	K3i		kвi
Турбонасос Н2 (тн)	1	7	5,0	0,8	1,05	1,0
Машина погрузочная ППН-1С (мп)	2	19,5	5,0	0,25	1,10	0,4
Перфоратор YT29A (пф)	4	3,9	4,9	1,0	1,15	0,65

Распределение потребителей сжатого воздуха по пунктам потребления:

пункт 4 – (1тн + 1пф)

пункт 9 – (1мп + 1пф)

пункт 12 – (1мп + 2 пф)

Расчет производительности компрессорной станции.

Общее количество потребителей сжатого воздуха

nc==n1+n2…nm=1+2+4=7 шт.

Средневзвешенный коэффициент включения потребителей

KB==21,831/34,545 = 0,63

где ni — количество одноименных потребителей i-гo типа; qi — номинальный расход сжатого воздуха одним потребителем указанного типа; k3i — коэффициент загрузки; i— коэффициент, учитывающий увеличение расхода воздуха из-за износа машин и механизмов; kbi— коэффициенты включения машин и механизмов; m — количество групп однотипных потребителей. Численные значения параметров и коэффициентов принимаются в соответствии с табл. 4.

= 1*7*0,8*1,05*1,0 + 2*19,5*0,25*1,10*0,4 + 4*3,9*1,0*1,15*0,65 = 21,831 м3/мин;

= 1*7*0,8*1,05 + 2*19,5*0,25*1,10 + 4*3,9*1,0*1,15 = 34,545 м3/мин;

Коэффициент одновременности работы потребителей Кo определяется графически по заданным nс и Kb с использованием диаграммы (рис. 13), Кo = 0,92.

Рис. 13. Диаграмма К0

Расчетный суммарный расход воздуха потребителями

Qn== 1,10*0,92*34,545 = 35 м3/мин,

где = 1,05 ч 1,15 — коэффициент запаса на неучтенные потре­бители сжатого воздуха в шахте и на поверхности.

Суммарная протяженность трубопроводов пневматиче­ской сети

=L 1-2+L2-3… = 600+300+100+50+50+150+60+40+40+70+40 = 1500 м.

Величина утечек из-за негерметичности системы тру­бопроводов пневматической сети

Qус= =0,003.1500 = 4,5 м3/мин,

где р = 5 бар — расчетное среднее давление сжатого воздуха а пунктах потребления; а = 0,003 м3/(мин-м) — допустимая величи­на удельных потерь сжатого воздуха при расчетном давлении у потребителей 5 бар, отнесенная к единице длины трубопровода.

Величина утечек в пунктах воздухопотребления

Qуп= =0,4 * 7 = 2,8 м3/мин,