Расчет оборудования мостового крана и металлоконструкции

Проведём расчёт необходимой  мощности вентилятора для просасывания воздуха через фильтр.

Мощность двигателя  рассчитывается по формуле:

N=(k_i*V_n*P)/(3600*1000*n), [Вт]                                       (1)

где k_i - коэффициент запаса мощности электродвигателя на пусковой момент;

V_n - объём продуваемого воздуха;

Р - гидравлическое сопротивление фильтра;

n - КПД вентилятора.

Гидравлическое сопротивление фильтра – величина постоянная и определяется по формуле:

P=P₁+P₂                                                                                                      (2)

где  P₁ - гидравлическое сопротивление самого фильтра;

P₂ - гидравлическое сопротивление пыли, оседающей на фильтре.

Гидравлическое сопротивление фильтра – величина постоянная и определяется по формуле:

P₁=k_n.+W                                                                (3)

где   k_n - коэффициент гидравлического сопротивления фильтра;

W - скорость фильтрования.

Гидравлическое сопротивление пыли, оседающей на фильтре, величина переменная и зависит от времени. Максимальным гидравлическое сопротивление будет в конце цикла фильтрования. Оно рассчитывается по следующей формуле:

P₂=t*z_n*W²*k_p                                                                                   (4)

где   t - продолжительность цикла фильтрования;

z_n - концентрация пыли;

к_р - коэффициент гидравлического сопротивления пыли.

Проведём сам расчёт.

Исходные данные:

k_р = 10¹² кг*с/м² (для пыли, средний размер частиц которой не превышает 10 мкм);

t = 600 с;

W = 3 м/с (из расчёта местной вытяжной вентиляции);

k_n = 1200*10⁶ кг*с/м² (для лавсанового фильтра);

k_i = 1.1;

Р = 0.7;

V_n = 864 м³/час ( из расчёта местной вытяжной вентиляции);

Z_n/=10^-5 кг/м3.

По формуле (3) рассчитаем гидравлическое сопротивление самого фильтра:

Р₁ = 1200*10⁶*3 = 0.36*10¹⁰ кг/м.

По формуле (4) рассчитаем гидравлическое  сопротивление пыли, оседающей на фильтре:

Р₂ = 600*10^-5* 3²*10¹² = 5.4*10¹⁰ кг/м.

Следовательно, по формуле (2) получим:

Р = 5.4*10¹⁰ + 0.36*10¹⁰ = 5.76*10¹⁰ кг/м.

Подставив в формулу (1) полученные значения определим мощность вентилятора:

N = (1.1*864*5.76*10¹⁰)/(3600²*1000*0.7) = 603 Вт

Мощность двигателя  вентилятора N = 603 Вт.

Выбираем фильтр ФРКИ – 15М. Фильтр рукавный каркасный с импульсной продувкой производительностью не более 1440 м³/ч.

 

6.2. Обеспечение экологической безопасности

добывающего комплекса

6.2.1. Экологическая  оценка добывающего

комплекса

 

Разрабатываемый мостовой грейферный кран установлен на складе принадлежащем к добывающему комплексу, поэтому условия работы могут быть приравнены к условиям работы на горно-добывающем комплексе. Горнодобывающие, обогатительные и передельные производства являются одним из наиболее мощных факторов разрушения окружающей среды.

Основные  экологические последствия указанных  производств выражаются в нарушении, загрязнении ОС и изъятии из нее.

Типичным  примером нарушения является изменение  целостности массива пород, связанное с проходкой горных выработок и скважин, образование депрессионных воронок подземных вод, обусловленное водоотливом при проходке горных выработок, возникновение техногенных землетрясений, обусловленное изъятием из недр полезных ископаемых (нефти, вод, руд), которое может провоцировать природные землетрясения в сейсмически опасных районах. Отмечается также трансформация природного ландшафта, обусловленная просадками земной поверхности, землетрясениями, изъятием из недр полезных ископаемых, образованием выемок карьеров и формированием гор отвалов на площади, измеряемой гектарами.

Загрязнителями  являются природные и техногенные  компоненты. За счет загрязнения общая территория, подвергшаяся воздействию токсичных компонентов, не менее чем в 60 раз превышает площадь нарушений.

Изъятие из ОС - это удаление из ОС компонентов недр и природного ландшафта, полезных ископаемых, горных пород, рыхлых отложений, а также хозяйственных угодий (с/х, л/х, р/х), отчуждение земель под антропогенные объекты.

Негативные  экологические воздействия компенсируют природоохранными мерами, которые подразделяют на 4 группы: предупреждения, ограничения, компенсации и ликвидации ущерба. При этом следует стремиться к тому, чтобы некомпенсируемая часть последствий воздействия не превышала установленные нормативы. Вовлечение месторождения в освоение запрещают, если предполагается распространение ущерба от этого на особо охраняемые территории (отказ от эксплуатации, нулевой вариант).

Добыча сырья на карьере осуществляется буровзрывным и экскаваторным способами. Транспортируется добываемое минеральное сырье автомобильным транспортом, а также конвейерным и гидравлическим способами.

Каждый из процессов  технологии добычи в той или иной степени является причиной и источником техногенной нагрузки, время, периодичность, степень и зона воздействия которой изменяются в широких пределах. Можно выделить следующие группы:

1. Размещение и строительство  сооружений как наземного, так  и подземного типа.

2. Извлечение и транспортирование  минерального сырья (основной  технологический процесс).

3. Образование, транспортирование и размещение отходов технологических процессов.

4. Поддержание в нормальном  состоянии рабочего пространства, сооружений, техники и условий  для работающего персонала.

5. Энергообеспечение  (электроэнергией, водой, сжатым  воздухом, теплом, свежим воздухом).

Нарушение земельных площадей предприятиями горноперерабатывающего комплекса происходит на рудниках с открытым способом разработки за счет:

1) строительства объектов  промплощадки, транспортных, энергетических  и иных коммуникаций;

2) образования карьерного пространства при выемке пород вскрыши и добыче руды;

3) отсыпки пород вскрыши  во внешние отвалы;

4) самообрушения отвальных  масс на нагорных отвалах с  выходом сыпучей горной массы  за проектные границы отвалов.

Внешние отвалы карьера не нарушают подземных массивов, находящихся под отвалами, не оказывают значительного влияния на режим поверхностной гидросети, но существенно изменяют ландшафт и в период отсыпки загрязняют атмосферу пылью.

Отвалы необходимо размещать на землях, не занятых лесом и не имеющих как хозяйственного, так и заповедного значения. Отвалы в зонах практического распространения лесной растительности можно рекультивировать с целью производства лесопосадок. Поэтому для охраны природы целесообразно вести исследования в направлении поиска путей снижения воздействия от отвалообразования, за счет максимального размещения вскрыши во внутреннем выработанном пространстве карьеров и подземных рудников.

Что касается рекреационного восстановления подотвальных площадей, то технически это возможно, но практически может быть целесообразно лишь вблизи городов для строительства спортивных сооружений и т.п.

Устоявшиеся породные отвалы практически не загрязняют атмосферу  пылью, поэтому не требуют каких-либо специальных мер борьбы с ней, но в зонах сильных ветров может быть и целесообразно, где это возможно, применить биологическую рекультивацию отвалов.

Экологический ущерб объектам ОС карьере по истечении 10 лет деятельности дробильно-сортировочного комплекса:

• изменяется ландшафт местности, произходит изъятие земель из землепользования за счет отсыпки отвалов;
• вследствие дренажа понижается уровни водоносных горизонтов;
• изменяется химический состав подземных вод;
• развивается целый ряд инженерно-геологических процессов (заболачивание, засоление грунтов, оврагообразование, оползни).

До решения вопроса  о рекультивации старых отвалов  необходимо предварительно принять решение об использовании материала в качестве техногенного сырья и о сроках этого использования. От этого решения во многом будет зависеть вид и схема рекультивации.

Эффективность использования  земель на действующих предприятиях можно рассматривать с двух позиций: во-первых, увеличение выпуска продукции предприятия с действующих занятых площадей без расширения территории предприятия, во-вторых, сокращение ненарушенных, но запроектированных под размещение объектов предприятия земель и увеличение емкости нарушенных земельных площадей с целью размещения отходов производства при дальнейшей эксплуатации.

Обе эти позиции позволяют  решать вопросы сохранения от нарушений  земельных площадей.

Максимальный объем  выпуска продукции с занимаемой земельной площади позволяет, резко снизить как удельные экономические показатели, так и удельные показатели землепользования, что, в свою очередь, если и приведет к увеличению загрязнений в абсолютном значении, но при этом позволит не строить аналогичные производства в других районах. Вопрос землепользования является частью природопользования, и его всегда следует рассматривать с позиции взаимосвязи всех экологических сред. Могут быть случаи, когда интенсификация использования площади даст увеличение объемов загрязнений по другим экосредам, сведя на нет достигнутый эффект. Для карьера, спроектированных на оптимальную производительность и работающих в настоящий момент на одну треть, а то и меньше от своей проектной сбалансированной мощности, повышение нагрузки на занимаемые площади даст существенный эффект и с позиций охраны природы.

Пути повышения эффективности использования земель для открытых карьеров:

1. Уменьшение проектных контуров карьеров на поверхности при сохранении глубины отработки за счет совершенствования методов проектирования границ карьера, методов расчета устойчивости конечных бортов и практического внедрения способов и технологий повышения устойчивости массивов за конечным контуром карьера. Путь позволяет одновременно сократить объемы вынимаемой и вывозимой вскрыши и снизить потребности в подотвальных площадях.
2. Компактное размещение объектов на промплощадках рудников, включая отвалы вскрышных пород, с использованием принципов многофункциональности.
3. Расширенные размещения вскрышных пород в отработанном открытом и подземном горном пространстве.
4. Использование вскрышных горных пород в качестве вторичного минерального сырья.
5. Размещение отвалов пустых пород и попутных руд на малоудобных и малоценных для хозяйственной деятельности землях, повышающих емкость площадей.
6. Упрочнение внешней поверхности отвалов для увеличения угла естественного откоса отвальных ярусов.
7. Использование выработанного карьерного пространства для размещения объектов рудников, обогатительных фабрик и объектов другого назначения.
8. Рекультивация нарушенных площадей в процессе эксплуатации месторождения.
9. Многофункциональное использование отвалов (дамбы, основания для техногенных месторождений, подпорные отвалы, насыпи транспортных коммуникаций).

Разработки конкретных схем для производства и экологическая оценка их использования должна выполняться с учетом реальных рыночных условий и действующего российского законодательства в области охраны недр.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Экономическая часть

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава7.Экономическая часть

Разрабатываемый в дипломном проекте мостовой грейферный кран предназначен для перегрузки насыпного груза. Груз подвозится подвижным составом по железнодорожному пути.

За базу сравнения  принимаем кран с улучшенной металлоконструкцией и обычно применяемой.

Годовой экономический эффект достигается при использовании более дешевой металлоконструкции, а также сокращения затрат ремонт оборудования крана.

I вариант. Кран с модернизированной металлоконструкцией.

II вариант. Кран с обычно применяемой металлоконструкцией.

Цель анализа: сравнение разгрузки склада по двум вариантам, выявление более экономичного пути.

Исходные данные для расчета годового экономического эффекта сведем в таблицу №1.

Таблица №1

Элементы затрат	Варианты
	I	II
1. Площадка для  ремонта оборудования,	672	672
2. Площадка для  хранения оборудования,	-	-
3. Стоимость оборудования, тыс. руб.	8100	8260
4. Стоимость  смены монтажа оборудования, т.  руб.	50	50
5. Время разгрузки  склада, смен	2	2
6. Транспортировка оборудования, тыс.руб.	180	130
7. Количество  оборудования, шт.	1	1
8. Стоимость  1 м разгрузочного пути склада, руб.	524	524
9. Общая длина  дороги, м	60	60
10. Транспортировка  монтажного оборудования, тыс.руб.	100	100
11. Стоимость  монтажного оборудования, тыс. руб.	125	125
12. Количество  рабочих, задействованных при  монтаже оборудования	10	10
13. Заработная  плата одного рабочего в месяц,  руб.	8000	8000
14. Стоимость  1 кВт/ч электроэнергии, руб.	1,67	1,67
15. Суммарная  мощность электродвигателей, кВт	80	80