Автор работы: Пользователь скрыл имя, 11 Сентября 2013 в 07:11, дипломная работа
В результате выполнения дипломного проекта был рассмотрен следующий ряд вопросов:
- технология и комплексная механизация подземных работ;
- спроектирована и рассчитана схема электроснабжения шахты и участка;
- рассмотрены вопросы автоматизации производственных процессов, стационарные установки;
- вопросы охраны труда и охраны окружающей среды.
- а также определены технико-экономические показатели работы проектируемого очистного участка.
Введение 6
1 Технология и комплексная механизация 7
1.1 Краткие сведения о шахте 7
1.2 Геология и гидрогеология месторождения 8
1.3 Исходные данные 11
1.4 Выбор и обоснование системы разработки 12
1.5 Характеристика подготовительных выработок 15
1.6 Подсчет запасов выемочного поля и эксплуатационных потерь 16
1.7 Очистные работы 17
1.8 Определение нагрузки на очистной забой 18
1.9 Расчет количества воздуха для проветривании выемочного участка 20
1.10 Техника безопасности при ведении очистных работ 22
2 Электроснабжение шахты 25
2.1 Выбор схемы внешнего электроснабжения 25
2.2 Выбор величины напряжения 26
2.3 Выбор силовых трансформаторов ГПП 27
2.4 Выбор токоограничивающего реактора 28
2.5 Выбор воздушных и кабельных ЛЭП 29
2.5.1 Выбор воздушных ЛЭП 29
2.5.2 Выбор кабельных ЛЭП 30
2.6 Проверка воздушных и кабельных ЛЭП по потерям напряжения 33
2.6.1 Проверка воздушных ЛЭП 33
2.6.2 Проверка кабельных ЛЭП 35
2.7 Расчет токов короткого замыкания 37
2.8 Проверка кабельных линий по току короткого замыкания 40
2.9 Компенсация реактивной мощности 42
2.10 Определение потерь мощности и электроэнергии 43
2.11 Источники оперативного тока 44
2.12 Учет и оплата электроэнергии 45
2.13 Выбор оборудования ГПП 46
2.13.1 Выбор разъединителей и выключателей 110кВ 46
2.13.2 Выбор трансформаторов тока 49
2.13.3 Выбор трансформаторов напряжения 49
2.13.4 Выбор КРУ для ГПП 49
2.14 Защита от перенапряжения 51
2.15 Выбор оборудования ЦПП 52
2.15.1 Выбор и проверка КРУ 52
2.15.2 Выбор и проверка уставок КРУ 52
3 Электроснабжение очистного участка 54
3.1 Характеристика токоприемников 54
3.2 Расчет осветительной сети 55
3.3 Выбор ПУПП 56
3.4 Выбор и проверка кабельной сети участка 58
3.4.1 Выбор кабельной сети по допустимой нагрузке 58
3.4.2 Проверка кабельной сети участка по допустимым потерям 60
3.4.3 Проверка кабельной сети по потерям напряжения при пуске наиболее мощного и удаленного электродвигателя 63
3.4.4 Проверка кабельной сети участка по сопротивлению изоляции и емкости 66
3.4.5 Проверка кабельной сети по емкости 67
3.5 Токи короткого замыкания 68
3.5.1 Расчет токов короткого замыкания 68
3.5.2 Проверка кабелей по термической устойчивости 70
3.6 Выбор и проверка низковольтной аппаратуры 71
3.6.1 Выбор и проверка низковольтной аппаратуры управления 71
3.6.2 Проверка аппаратов по отключающей способности 72
3.7 Газовая защита 73
3.8 Выбор высоковольтного оборудования 74
3.8.1 Выбор высоковольтной ячейки 74
3.8.2 Выбор и проверка высоковольтного кабеля 75
3.8.3 Выбор и проверка уставок токовых реле высоковольтных КРУ 75
4 Стационарные установки 77
4.1 Подъемные установки 77
4.2 Водоотливные установки 78
4.3 Вентиляторные и калориферные установки 79
4.4 Компрессорные установки 80
5 Шахтный транспорт 81
5.1 Рельсовый транспорт 81
5.2 Меры безопасности при работе рельсового транспорта 82
5.3 Гидротранспорт 84
5.4 Меры безопасности при гидротранспорте 85
6 Автоматизация производственных процессов 87
6.1 Общие сведения 87
6.2 Аппаратура автоматизации водоотливных установок 87
6.3 Автоматизация вентиляторов местного проветривания 88
6.4 Автоматизация вентиляторов главного проветривания 89
6.5 Автоматизация компрессорных установок 90
6.6 Автоматизация подземных конвейерных линий 91
6.7 Автоматизация подъемных установок 91
6.8 Автоматическая газовая защита 92
7 Безопасность жизнедеятельности 93
7.1 Безопасность при проведении горных выработок 93
7.2 Общие требования Правил безопасности в угольных шахтах 93
7.3 Мероприятия по обеспечению безопасности рабочих на случай возникновения внезапного выброса угля, породы и газа в горных выработках 95
7.4 Общие требования 98
7.5 Устройство выходов из горных выработок 100
7.6 Охрана природы в горнодобывающей промышленности 100
8 Экономические показатели работы очистного участка 102
8.1 Режим работы и методы организации труда 102
8.2 Расчёт численности рабочих 102
8.3 Нагрузка на очистной забой 104
8.4 Комплексная норма выработки и комплексная расценка 105
8.5 Производительность труда 106
8.6 Расчёт себестоимости одной тонны угля 106
Заключение 114
Список литературы 116
Количество воздуха по пылевому фактору определяется по формуле:
где – оптимальная скорость движения воздуха в очистном забое,
– площадь поперечного сечения очистного забоя (минимально проходное сечение для воздуха в забое),
Тогда
Тогда
(1.11)
Количество воздуха для
,
где – коэффициент утечек воздуха,
Тогда
Приступая к работе в очистном забое, машинист должен убедится, хорошо ли проветривается забой, нет ли опасных скоплений вредных газов (при содержании в воздухе метана 2% запрещается приступать к работе и нужно немедленно сообщить об этом лицу технического надзора), закреплен ли забой согласно паспорту, хорошо ли обобран забой от навесов угля и породы, безопасно ли состояние кровли и крепи (тщательно осмотреть заколы в кровле и при необходимости усилить крепь), хорошо ли очищена и закреплена дорога.
Перед началом работы машинист обязан проверить:
– состояние агрегата и наличие смазки;
– наличие и состояние резцов и стопоров, надежность крепления крышек на верхнем и нижнем шнеках, заменить зубки на шнеках в режущей цепи;
– работоспособность гидравлической системы агрегата;
– исправность пульта управления;
– исправность защитного заземления, надежность соединения заземляющего провода с корпусом пускателя и местным заземлителем;
– подачу воды в оросительное устройство и исправность системы орошения, герметичность соединения водопровода;
– работоспособность дистанционного управления агрегатом;
– состояние тяговой цепи, надежность ее крепления на конвейере (эксплуатация тяговой цепи с деформированными звеньями категорически запрещается);
– натяжение режущей и скребковой цепи;
– исправность предохранительной лебедки, наличие отводных блоков, цельность и надежность закрепления каната на комбайне и поддерживающей лебедке;
– состояние скребкового конвейера;
– исправность предупредительной сигнализации агрегата и конвейера;
– исправность пальцев и гильз штепсельной муфты.
Осматривать агрегат нужно только после его отключения от электрической сети (при разомкнутой штепсельной муфты и неработающем конвейере).
Перед пуском агрегата необходимо отделить от погрузчика режущую часть и поставить ее в транспортное положение согласно инструкции по эксплуатации, дорога для агрегата должна быть свободна и надежно закреплена.
При пуске агрегата необходимо внимательно следить за его ходом, не допускать зажима гибкого кабеля, выдавливания стоек, повреждения труб, и т.д., соблюдать осторожность при выбивке и перестановке стоек мешающих пуску агрегата. Прежде, чем выбить стойку, следует убедиться в том, что это не вызовет обрушения кровли.
В условиях пласта наклонного или крутого падения необходимо следить за тем, чтобы ниже агрегата не было людей.
При осмотре и замене зубков машинисту
категорически запрещается пере
Нахождение посторонних лиц у агрегата во время осмотра и замены зубков категорически запрещается.
Выемка угля в очистных забоях должна осуществляться в соответствии с паспортом выемочного участка, с применением комплекса мер по предотвращению всех опасных и вредных производственных факторов.
Все оборудование комплексно-механизировнных очистных забоев проходит предпусковую наладку перед приемкой выемочного участка в эксплуатацию. Ведение очистных работ до первичной посадки кровли, первичная посадка основной кровли, а также подход забоя к техническим границам выемочного участка производится по мероприятиям, предусмотренным паспортом выемочного участка, проведения и крепление подземных выработок. Первичная посадка основной кровли производится под руководством начальника участка или его заместителя.
В очистных выработках применяется механизированная крепь с характеристиками, соответствующими горно-геологическими условиями. Сопряжение очистной выработки с конвейерным и вентиляционным штреками механизированной передвижной крепью. К ведению очистных работ в забое допускаются обученные и имеющие соответствующую классификацию горнорабочие, имеющие стаж не менее 1 года по своей специальности.
В случае появления признаков горного удара или внезапных выбросов угля и газа все работы в очистном забое прекращаются до полного проведения специальных мероприятий по предотвращению проявлений горного давления. Мероприятия разрабатываются технической службой шахты и утверждаются техническим директором производственного отдела.
Для локализации взрывов угольной пыли предусматривается установка сланцевых заслонов в соответствии с «типовым проектом на установку сланцевых заслонов».
Производить осланцевания выработок: 1 раз в сутки 50 м от сопряжения с лавой, один раз в месяц осланцевание выработок свыше 200м от лавы.
Все горнорабочие очистного забоя во время работы агрегата используют противопылевые респираторы. Применяется комплекс противопожарных мероприятий: до начала очистных работ возводятся противопожарные арки в вентиляционном и конвейерном штреках в 10м от сопряжения их с бремсбергом.
В местах установки арок складывается материал для возведения противопожарной перемычки (объемом не менее 5м3). Выработки, оборудованные ленточными конвейерами, оснащены системами автоматического обнаружения пожаров в начале стадии. В вентиляционном и конвейерном штреках предусмотрена прокладка противопожарного трубопровода с отводами через каждые 50м. Отводы оборудованы вентилями и соединительными гайками.
В схеме первичных соединений главной понизительной подстанции на стороне высокого напряжения применяются выключатели и разъединители. Для обособленного питания подземных электроприемников предусматривается применение разделительных силовых трансформаторов с целью ограничения токов короткого замыкания.
Характеристика токоприемников шахты представлена в таблице 2.1.
Таблица 2.1 – Сводная таблица электроприемников шахты
Группа токоприемников |
Номи- нальная мощность Рн,кВт
|
Коэф- циент спроса, Кс
|
Коэф- циент мощ-ности cos φ
|
Коэф-циент реактив-ной мощности tg φ
|
Расчетная мощность | |
активная Рp=Рh·kc, кВт |
реактивная Qp=Рh·kc, кВт | |||||
Электроприемники поверхности | ||||||
Категория 1 | ||||||
Котельная |
1630 |
0,6 |
0,7 |
1,02 |
978 |
997,6 |
Мастер проходки |
250 |
0,7 |
0,7 |
1,02 |
175 |
178,5 |
Комбинат |
1310 |
0,5 |
0,7 |
1,02 |
655 |
668,1 |
Клетьевой подъем |
600 |
0,6 |
0,7 |
1,02 |
360 |
367,2 |
Категория 2 | ||||||
Ламповая,мех.цех Освещение Комбинат |
640 |
0,55 |
0,7 |
1,02 |
352 |
359,1 |
Лесоуклон |
420 |
0,6 |
0,7 |
1,02 |
252 |
257,1 |
Лесосклад |
400 |
0,6 |
0,7 |
1,02 |
254 |
244,8 |
Продолжение таблицы 2.1
Категория 3 | ||||||
Прочие потребители |
9000 |
0,6 |
0.7 |
1,33 |
5600 |
7448 |
Сторонние потребители |
2000 |
0,7 |
0,6 |
1,02 |
1400 |
1428 |
Всего |
16250 |
10012 |
11948,8 | |||
Подземные потребители | ||||||
РПП 1 |
500 |
0,6 |
0,6 |
1,33 |
300 |
399 |
РПП 2 |
820 |
0,6 |
0,6 |
1,33 |
492 |
654 |
Главный водоотлив Участковая подстанция |
1900 |
0,8 |
0,8 |
0,75 |
1520 |
1140 |
ЦПП Насосы |
2300 |
0,8 |
0,8 |
0,75 |
1840 |
1472 |
Участковая подстанция |
1359 |
0,6 |
0,6 |
1,33 |
810 |
1077 |
Всего |
6870 |
4962 |
4742 | |||
Всего по шахте |
23120 |
14974 |
16690,8 |
Ориентировочное значение оптимальной величины нестандартного напряжения определяется по формуле:
где РΣр – передаваемая расчетная активная мощность, МВт;
l – расстояние, принимаем l=6 км.
Передаваемая расчетная
, (2.2)
где Ppi – расчетная суммарная активная мощность шахты, согласно
данным таблицы 2.1, Ppi= 14974 кВт;
кΣ – коэффициент участия в максимуме нагрузки, согласно [7,с.50], кΣ =0,85
Тогда
РΣp = 14,974x0,85=12728 кВт,
По полученной величине нестандартного напряжения принимается ближайшее номинальное напряжение питающей сети.
Принимается стандартное номинальное напряжение Uн=110 кВ.
Расчетная мощность ГПП определяется по формуле:
где cos φк – коэффициент мощности с учетом компенсации нагрузки
cos =0,95-0,98, принимается cos =0,97.
Тогда
При выборе силовых трансформаторов необходимо предусматривать возможность работы одного трансформатора в случае выхода из строя второго. При этом оставшийся в работе, должен обеспечить электроэнергией всех потребителей первой и часть потребителей второй категории. Потребители третьей категории могут быть отключены до устранения неисправности или на время ремонта.
Мощность силового трансформатора определяется по формуле:
Sн≥ (0,65- 0,75) х Sр,
Тогда
Sн ≥ (0,65 - 0,75 ) х 13122 = (8529 - 9842) кВ·А.
Принимаются два силовых трансформатора типа ТДТНШ-10000/110-84У1. Технические данные трансформаторов представлены в [1, с. 76].
Технические данные: Sн =10000 кВ·А, Uвн=115 кВ, Uнн=6,6 кВ, Рхх=23 кВт, Ркз=76 кВт.
При выборе разделительных трансформаторов необходимо учитывать, что в аварийном режиме оставшийся в работе трансформатор должен полностью обеспечивать всех подземных потребителей.
Токоограничивающие реакторы выбирают по номинальным значениям тока, напряжения и индуктивного сопротивления, проверяют на термическую и электродинамическую стойкость при к.з. по условиям обеспечения требуемого уровня напряжения на шинах подстанции.
За реактором допускается
Принимаем за базисное напряжение Uб = Uном.с. = 6,3 кВ, а Iк.р = Iном.от.
Базисный ток определяется по формуле:
Тогда
Необходимая реактивность реактора определяется по формуле: