Описание технологического процесса шахтной подъемной установки

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 25 Мая 2013 в 13:26, курсовая работа

Описание работы

Целью курсовой работы является: разрабтать АСУ шахтной подъемной установки на базе Ломиконт.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
- описать технологический процесс шахтной подъемной установки ;
- разработать алгоритма управления;
- разработать функциональную схему САР;
- выбрать технические средства автоматизации;
- разработать структурную схему САР;
- разработать принципиальную схему функционального блока САР.

Файлы: 1 файл

KURSACh.docx

— 799.61 Кб (Скачать файл)

Введение

 

Современный этап развития промышленного производства характеризуется переходом к  использованию передовой технологии, стремлением добиться предельно  высоких эксплуатационных характеристик  как действующего, так и проектируемого оборудования, необходимостью свести к минимуму любые производственные потери. Все это возможно только при условии существенного повышения  качества управления промышленными  объектами, в том числе путем  широкого применения автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУТП).

В основу решения задачи автоматизированного  контроля технического состояния объектов положены следующие принципы: максимальная степень автоматизации процесса контроля, повышение достоверности результатов контроля, высокая надежность системы, максимальная простота и доступность программного обеспечения. Система контроля на базе микропроцессора обладает большими преимуществами в отношении стоимости контроля, уменьшения времени его проведения и обработки результатов, надежности, обеспечивают значительную гибкость, высокую компактность и модульную простоту. Одновременно достигается резкое уменьшение массы и габаритных размеров, а также энергопотребления систем. Переход на новую элементную базу повышает технологичность и воспроизводимость систем промышленной автоматики, резко расширяет экономически доступную сферу их применения.

Целью курсовой работы является: разрабтать АСУ шахтной подъемной установки на базе Ломиконт.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- описать технологический процесс шахтной подъемной установки ;

- разработать алгоритма управления;

- разработать функциональную схему САР;

- выбрать технические средства автоматизации;

- разработать структурную схему САР;

- разработать принципиальную схему функционального блока САР.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Описание технологического  процесса шахтной подъемной установки

 

 

1.1 Общие сведения о  ШПУ

 

 

В сложной и многозвенной цепи операций, связанных с добычей  и переработкой ископаемых, важное место занимают транспортные и транспортно-технологические  процессы, в частности перемещение   сыпучих грузов  в  вертикальном направлении.

Вертикальный транспорт на горных предприятиях осуществляется шахтными подъемными установками. Сыпучие грузы  в вертикальном направлении могут  перемещаться также ленточными, скребковыми  и другими видами конвейеров, устанавливаемых  под углом к горизонтальной поверхности. Однако в этом случае требуется сооружение специальных наклонных галерей, занимающих значительные производственные площади и существенно увеличивающих  объем капитальных  вложений.

Шахтные подъемные установки  предназначены для выдачи на  поверхность добываемого в шахте  угля и получаемой при проходке горных выработок породы,  быстрого и  безопасного спуска и подъема  из шахты людей, транспортировки  крепежного леса, горношахтного оборудования и материалов. При помощи подъемной  установки производятся также осмотр и ремонт армировки, и крепления  ствола шахт. На крупных современных  шахтах всегда имеется две-три действующих  подъемных установки, при этом каждая из них выполняет свои особые функции   (выдачу угля, спуск-подъем людей, выдачу породы и т. д.), а не является резервом другой. Это придает большое значение подъемным установкам во всем комплексе  электромеханического оборудования шах  и предъявляет к ним особые требования в отношении надежности и безопасности работы. От надежной, бесперебойной и производительной работы шахтного подъема зависит   ритмичная  работа всей шахты в  целом.

В настоящее время скорости движения подъемных сосудов в  стволе шахты доходят до 15—20 м/сек (54—70 км/час), т. е. близки к скоростям  движения железнодорожных составов. Учитывая, что такие скорости достигаются  на коротких расстояниях, подъемные  машины должны иметь надежное управление и безотказно действующие тормозные  устройства.

Подъемные установки разделяются:

  1. По назначению: на главные, или грузовые (для транспортирования угля); вспомогательные, или грузо-людские (для транспортирования породы, материалов и оборудования, а также спуска и подъема людей); людские  (только для спуска и подъема людей);
  2. по типу ствола шахты: на вертикальные и наклонные;
  3. по типу органов навивки подъемных канатов: на машины с постоянным радиусом навивки (с цилиндрическими барабанами или с ведущим шкивом трения); машины с переменным радиусом навивки (с бицйлиндроконическим   барабаном  или  с бобинами) (рис. 1).
  4. по типу подъемных сосудов: на клетевые, скиповые, комбинированные (скипо-клетевые) и с бадьями (при проходке стволов);
  5. по типу привода подъемных машин: на машины с асинхронным электродвигателем и машины с двигателем постоянного тока;
  6. по степени уравновешенности: на уравновешенные и неуравновешенные.

 

 

1.2 Основные элементы подъемной установки для вертикальных и наклонных стволов.

 

 

Каждая подъемная установка  состоит из подъемного оборудования и горнотехнических сооружений,

К подъемному оборудованию относятся: подъемные машины, подъемные  сосуды, разгрузочные и загрузочные  устройства, подъемные канаты.

К горнотехническим сооружениям  относятся:

  1. сооружения, расположенные в околоствольном дворе: погрузочный бункер и   камера для опрокидывателя  при скиповом подъеме и приемная площадка при клетевом подъеме;
  2. ствол шахты, оборудованный направляющими проводниками для  клетей  и скипов  при вертикальном подъеме  и рельсовыми путями для вагонеток и скипов у наклонных шахт;
  3. надшахтные сооружения, состоящие из копра и приемного бункера для разгрузки подъемных сосудов; при оборудовании подъема неопрокидными клетями вместо приемного бункера сооружается надшахтное здание с приемными площадками и откаточными путями.

 

На рисунке 2 показаны схемы подъемных установок для вертикальных шахт.

 

а – клетевой; б –  скиповой

Рисунок 2. Схемы вертикальных подъемных установок.

 

Непосредственно над стволом  шахты устанавливается надшахный  копер 1, на верхней площадке которого укреплены два на правляющих (копровых) шкива 2. Подъем и спуск клетей 3 или  скипов 4 производится подъемной машиной 5, находящейся в от дельном здании 6, расположенном на расстоянии 20—40 м с копра.

Подъемные канаты 7 перекинуты через направляющие шкив и одним  концом прикреплены к барабану подъемной  машины, а другим — к шахтной клети или скипу.

При вращении барабана один канат навивается на него, поднимая клеть из шахты, а другой свивается, опуская вторую клеть в шахту. Подъемные сосуды одновременно загружаются в шахте и разгружаются на поверхности на специально оборудованных приемных площадках.

В подъемных установках, оборудованных неопрокидными клетями, груженые вагонетки на нижней приемной площадке вкатываются в клеть и поднимаются по стволу до верхней приемной площадки в надшахтном здании, где груженые вагонетки выкатываются из клети, а порожние вагонетки вкатываются в нее.

В подъемных установках, оборудованных скипами груженая вагонетка разгружается в околоствольном дворе при помощи опрокидывателя 8 в загрузочное устройство 9, откуда уголь загружается в скипы. При  движении по стволу скипы так же, как и клети, движутся по направляющим проводникам. В надшахтном здании скип автоматически разгружается в разгрузочное устройство.

Околоствольные сооружения скиповой подъемной установки наклонной  шахты (рис. 3) состоят из камеры опрокидывателя 1 и загрузочного бункера 2 с затвором 3. Скипы 4 движутся по наклонному стволу 5, а на поверхности—по эстакаде или  станку копра 6. На поверхности скип входит в разгрузочные кривые 7 и = разгружается в приемный бункер      8.    Опорой    наклонной  эстакады служит металлическая ферма 9 с укрепленными на ней направляющими шкивами 10. Подъемная машина 11 находится в отдельном здании 12.

Рисунок 3. Схема скиповой подъемной  установки для наклонной шахты

 

Грузы по наклонным стволам  транспортируются канатным или конвейерным  подъемом. Канатный подъем может осуществляться подъемными машинами с концевыми  канатами (одноконцевым - с одним канатом и двухконцевым - с двумя канатами) или лебедками для откатки бесконечным канатом.

Подъем концевыми канатами может быть скиповым, клетевым или  вагонеточным.

Скиповой подъем предназначается  для транспортировки угля по стволу при угле наклона больше 25°. Для  выполнения вспомогательных операций при скиповом подъеме в большинстве  случаев необходим второй подъем — клетевой. Скиповой подъем по сравнению  с другими видами канатного подъема  имеет следующие преимущества: большая  производительность; небольшой штат обслуживающего персонала на приемных площадках; меньший вагонеточный парк, так как отпадает необходимость  иметь вагонетки в стволе и  на верхней приемной площадке; меньшее  сечение ствола.

Клетевой подъем применяется  при угле наклона больше 25°. Для  шахт небольшой производительности клетевой подъем является главным и  вспомогательным, а для шахт большой  производительности — только вспомогательным.

Вагонеточный подъем применяется  при угле наклона ствола 5—25°. При  большем угле наклона подъем в  вагонетках по рельсовому пути можно  производить при условии принятия мер, препятствующих высыпанию угля.

В зависимости от производительности шахты подъем производят одной вагонеткой или составами из нескольких вагонеток. Материалы транспортируют в тех  же вагонетках, в которых поднимают  уголь, или в вагонетках специального типа.

В вагонетках специального типа (козы, платформы) спускают лес, рельсы, трубы и горношахтное оборудование.

Людей перевозят в специально оборудованных  вагонетках.

Подъем бесконечным  канатом в вагонетках производят при угле наклона до 20°, реже до 25°. Этот вид подъема применяется редко, так как имеет следующие недостатки:

    • непригодность установки для подъема и спуска людей;
    • необходимость большой ширины ствола.

Конвейерный подъем применяется  в наклонных стволах с углом

наклона до 18°. При этом вместо копров, зданий подъемных машин  и других надшахтных устройств, сооружается  только одна наклонная галерея, иногда с небольшим надшахтным зданием. Конвейеры размещают в стволе и в галерее, а привод с разгрузочной головкой над приемными устройствами сортировки, обогатительной фабрики  или погрузочного бункера.

Наиболее   простыми   и   дешевыми   являются    надшахтные устройства наклонных шахт с конвейерным подъемом.

Конвейерный подъем, однако, имеет существенные недостатки:

1) невозможность   выполнения  вспомогательных   операций (приходится устанавливать вторую подъемную установку). Это нежелательно  для   шахт,   производительность  которых   может быть обеспечена одним канатным подъемом;

2) необходимость частой замены частей установки  (ленты, роликов).

 

 

 

1.2 Схемы компоновки многоканатных  подъемных машин 

 

 

До недавнего времени  основным типом шахтной подъемной  машины на шахтах и рудниках угольной и горнорудной промышленности являлась подъемная машина с цилиндрическим или бицилиндроконическим барабанами.

Наиболее крупные современные  отечественные барабанные подъемные  машины могут обеспечить полезную грузоподъемность до 35 т с глубины до 900 м при скорости подъема до 14 м/с.

В связи с тем, что  у машин с бицилиндроконическими  барабанами (БЦК)

трудно увеличить канатоемкость  барабанов и они по ряду параметров (маховый момент, масса машины и  пр.) значительно уступают барабанным машинам с цилиндрическими барабанами (Ц), первые не могут успешно 

конкурировать с машинами типа Ц, которые по ряду параметров не отвечают современным требованиям.

Разработка месторождений  на больших глубинах потребовала  создания высокопроизводительных подъемных  установок нового типа, так как  использование обычных одноканатных машин, получивших широкое распространение, связано со значительным увеличением  веса машин и размеров их органов  навивки, с необходимостью освоения канатов больших диаметров, со значительным увеличением затрат на изготовление машин. Проблема подъема груза с больших глубин сравнительно просто решается применением многоканатной системы подъема, основанной на использовании сил трения, развивающихся между подъемными канатами и футеровкой ведущего шкива.

Наличие нескольких подъемных  канатов делает возможным Использование  на многоканатных подъемных установках канатов небольших диаметров. Это  приводит к значительному уменьшению диаметра ведущего шкива машины в  сравнении с одноканатным подъемом, позволяет упростить, а в ряде случаев и полностью исключить  редуктор. Многоканатные подъемные  машины гораздо меньше по весу и  стоимости, обладают высокой степенью безопасности эксплуатации. Отечественные  многоканатные подъемные машины обеспечивают полезную грузоподъемность до 50 т при скорости подъема до 16 м/с на глубину до 1600 м.

Информация о работе Описание технологического процесса шахтной подъемной установки