Министерствотоплива и энергетики РФ
Прокопьевскийгорнотехнический колледж
Специальность:Эксплуатация и ремонт горного
электромеханическогооборудования и
автоматическихустройств при разработки
угольныхместорождений.
Кзащите допущен
Зав.отделением
Омельченко В.И.
ПРОЕКТИРОВАНИЕГЛАВНОЙ ВЕНТИЛЯТОРНОЙ УСТАНОВКИ В УСЛОВИЯХ ШАХТЫ «ДЗЕРЖИНСКОГО»
Пояснительнаязаписка
ДП.1808.00.00.00.ПЗ
Содержание
Введение
1. Общие сведения о шахте
1.1. Историяшахты
1.2. Геологическаяхарактеристика
1.3. Границышахтного поля
1.4. Обводненностьи газоносность
1.5. Применяемаясистема разработки
1.6. Нарушенностьшахтного поля
1.7. Вскрытиешахтного поля
1.8. Подъем
1.9. Вентиляция
1.10. Водоотлив
1.11. Внутришахтный транспорт
1.12. Охрана окружающей среды
1.13. Охрана воздушного бассейна
1.14. Охрана земельных ресурсов
2. Механический и электрическийрасчет вентилятора
2.1. Исходныеданные
2.2. Выборвентилятора
2.3. Характеристикавентиляционной сети
2.4. Рабочиережимы
2.5. Реверсированиевентиляционной сети
2.6. Расчетнеобходимой мощности двигателя и определение расхода эл. энергии
2.7. Расчети выбор кабельной сети высокого напряжения
2.8. Расчети выбор КРУ
2.9. Выборразъединителя
2.10. Выбор трансформатора длявспомогательного оборудования
2.11. Расчет сечения и типа кабеля длявспомогательного оборудования
2.12. Выбор типа и сечения кабеля
2.13. Выбор пусковой и защитнойаппаратуры для вспомогательного оборудования
2.14. Выбор автоматов
2.15. Заземление вентиляционныхустановок
2.16. Автоматизация вентилятора
2.17. Эксплуатация вентиляционнойустановки
2.18. Эксплуатация электрооборудованиявентиляционной установки
3. Экономический расчет
3.1. Расчетсебестоимости по элементу заработная плата
3.2. Расчетсебестоимости по элементу электроэнергия
3.3. Расчетсебестоимости по элементу амортизация
3.4. Затратына содержание вентиляторной установки
3.5. Своднаятаблица затрат
4. Списокиспользуемой литературы
Введение
По разведанным запасам иобъёму добычи угля Россия занимает одно из ведущих мест в мире. Уголь в нашейстране используется для производства электроэнергии, выплавки стали и чугуна,удовлетворения коммунально-бытовых нужд. Быстро расширяется его использованиекак технологического сырья для химической промышленности.
Несмотря на сложныепроцессы экономического развития нашего общества на данном этапе (экономическийкризис в промышленности) продолжается строительство и развитие новогоместорождения по добыче угля Ерунаковского.
Пологое залеганиеугольных пластов позволяет применить здесь высоко эффективные методы вскрытия,подготовки и отработки месторождения опираясь на мировую практику ведения горных работ в аналогичныхгорно-геологических условиях.
Параллельно сразвитием нового месторождения в Кузбассе продолжается ведение горных работ нашахтах построенных ранее.
Уникальное по своемустроению и качественным показателям добываемых углей Прокопьевско -Киселевскоеместорождение продолжает поставлять наметаллургические заводы страны самые качественные коксующиеся угли.
На данном этапе развитияПрокопьевско -Киселевского месторождения для отработки угольных пластовприменяются следующие системы разработки: щитовая (АЩ, ЩО, АНЩ....), лавы, системы с закладкой выработанного пространства (НСГЗ, ПНСГЗ, ДСГЗ......), КГП, ПШО.
1. Общиесведения о шахте
1.1. Историяшахты
В 1932 г. на северном борту лога «Манеиха»закладывается вертикальный ствол №9. В 1935 г. шахта сдается в эксплуатацию. Впервые утверждение запасов в ВКЗ произведено 21,021940г. «протокол №1622».Запасы утверждены в следующих границах:
на севере – лог «Крутые топки» додизюнктива Е-Е по дизюнктиву и далее по оси подъездного пути на шахту
на юге – лог «Безкулачиха».
на западе – почва пласта «Безымянного»восточного крыла 2 синклинали.
07,07,1944г. к полю шахтыпроизведена прирезка от поля шахты им. «Калинина». В 1949г. произвели вторуюприрезку на площадях 32,72 га, 8,64 га. Всего за два раза прирезан участок вграницах:
на севере – целик под промплощадку шахты №7 ( Калинина)
на юге – целик под лог «Крутые топки»
на востоке – кровля пласта «4 Внутреннего» западногокрыла 3 синклинали
на западе – дизюнктива А-Н
1.2. ГеологическаяхарактеристикаТаблица 1 Характеристикапластов
Название пласта
Мощность м.
Угол падения
Боковые породы
1 Внутренний
2,25
40-60
Алевролит ср. уст.
2 Внутренний
0,17-1,70
40-60
Алевролит ср. уст. 3 Внутренний
2,50
40-60
Алевролит ср. уст.
4 Внутренний
9,00-10,00
40-60
Углестый аргелит
5 Внутренний
0,20-2,26
40-60
Алевролит аргелит
6 Внутренний
2,03-3,70
40-60
Алевролит ср. уст.
Характерный
2,88
65-75
Слабый алевролит
Горелый
8,00-10,00
70-85
Алевролит ср. уст.
Лутугинский
3,10
60-70
Алевролит ср. уст.
Подлутугинский
1,25
Невозд.
Алевролит ср. уст.
Прокопьевский
2,05
70-85
Алевролит ср. уст.
Мощный
10,00-15,00
65-85
Алевролит ср. уст.
Проводник мощного
0,85
65-85
Алевролит ср. уст.
1 Безымянный
1,40
80-85
Алевролит ср. уст.
2 Безымянный
1,50
80-85
Алевролит ср. уст.
Спорный
0,80
60-75
Аргелит хрупкий
1 Подспорный
1,10
60-70
Алевролит ср. уст.
2 Подспорный
0,75
60-70
Алевролит ср. уст.
Двойной
5,00
40-75
Алевролит ср. уст.
Ударный
1,40
40-70
Алевролит ср. уст.
Садовый
1,85
40-70
Алевролит ср. уст.
Пионер
1,30
40-70
Алевролит ср. уст.
Юнгор
2,65
40-70
Алевролит ср. уст.
Угловой
0,70-1,50
40-70
Алевролит ср. уст.
Встречный
1,00-1,30
70-85
Алевролит ср. уст.
1.3. Границышахтного поля.
Поле шахты им. Дзержинскогорасположено в юго-западной части Прокопьевского каменноугольного месторожденияКузбасса. По территориальному делению большая часть поля в черте городаПрокопьевска, одного из крупнейших промышленных центров Кемеровской области.
Южная часть поля административнопопадает на земли Прокопьевского сельского района.
Северная граница — проходит погородской трамвайной линии (по целику под пром.площадку ш. им. Калинина)
Южная граница – проходит поразведочной линии «Кулачиха»
Западная граница – по почве пластаБезымянного 1 с большого восточного крыла 2 синклинали.
Восточная граница – определяетсякровлей пласта 6 Внутреннего на западном крыле 3 синклинали, дизюнктивом ”S-S“ и южнее Х1, Р1 – почвой пласта Метрового навосточном крыле 3 синклинали.
В указанных границах 23.09.1958 г.произведено переутверждение запасов в СКЗ обособленно по основному полю иСеверо-западной прирезки. Поле вытянуто в меридиональном направлении снеправильными уступчивыми северными и восточными границами. Максимальная длиннаполя по западному крылу 3 синклинали 5,3 км.
По восточному крылу 3 синклинали –4,2 км.
Средняя ширина поля 1,7 км.
Пром. площадка шахтыим. Дзержинского со всеми надшахтными сооружениями расположено в северной частиполя в районе 5 разведывательной линии.
1.4. Обводненностьи газоносность
Рельеф поверхности шахтного полядовольно спокойный и имеет общий уклон к востоку, к долине реки Обы, протекающей в 2,0 – 2,3 км от отвалов шахты.
Поверхность шахтного поля лишенадревесной растительности и в широком направлении прорезается четырьмя логами. Ссевера на юг, «Средние топки», «Крутые топки», «Манеиха», «Кулачиха» и за южнойграницей шахтного поля лог «Безкулачиха».
Водообильность логов в большуючасть года незначительна, летом лога почти пересыхают.
Максимальный расход воды по логам ввесенний период:
«Средние топки» – 5700 м3/час
«Крутые топки» – 1100 м3/час
«Кулачиха» – 1100 м3/час
«Безкулачиха» – 2200 м3/час
Максимальные высотные отметкирельефа приходятся на западную окраину поля и достигают 320 – 326 м (над ур. моря)
Шахта относится к сверхкатегорнойпо газу и пыли. На одну среднесуточную тонну приходится примерно 6,8 м3метана.
Наибольшее выделение метанахарактерно для пластов на западном крыле 3 синклинали и в непосредственнойблизости от крупных нарушений – пласт Горелый – юг с квершлага 42.
1.5. Применяемаясистема разработки
В настоящее время на шахтеприменяются следующие системы разработки: с обрушением кровли, эластичные щиты, КС, ДСО, КГП, КСО.
Иногда для отработки небольшихчастей пластов применяется система подэтажных шреков. Системыотработки с закладкой выработанного пространства в настоящее время не применяются.
1.6. Нарушенностьшахтного поля.
Прокопьевско — Киселевский угольныйрайон расположен в юго-западной части Кузбасса, в пределах«присалаирской» полосы. Основной тектонической формой района являетсябрахисинклинальная структура. На ее сторонах четко вырисовываются более мелкиесинклинальные складки, оси которых простираются с Сз-Юв.В поле шахты повторяются все главные черты тектонического района.
Взброс Е-Е сдваивает восточноекрыло третьей синклинали.
Амплитуда взброса значительна иизмеряется величиной нескольких сотен метров.
Наибольшего размаха этоттектонический разрыв достигает в центральной части поля. Дизъюнктивсопровождается рядом апофиз, имеющих форму согласных взбросов.
Нарушение А-Н в северной частишахтного поля срезая Тайбинскую антиклиналь разделяет восточное крыло второйсинклинали и западное крыло третьей синклинали.
Амплитуда достигает 250м междутретьей и четвертой разведочной линией.
Между восьмой и девятой разведочнойлинией нарушение А-А приходит на восточноекрыло второй синклинали и далее к югу уже прослеживается в виде несогласноговзброса.
На всем протяжении сбросапроявляется ряд апофис, некоторые достигают значительной амплитуды.
Преобладающая часть мелкихнарушений относится к согласованным взбросам, особенно нарушено западное крылотретьей синклинали.
1.7. Вскрытие шахтного поля.
Вскрытиемместорождения или шахтного поля называется проходка горных выработок,открывающих доступ с поверхности к полезному ископаемому и обеспечивающихвозможность проведения подготовительных выработок.
Основными факторамивлияющими на выбор системы вскрытия шахтного поля или его части, являются: число вскрываемых пластов, угол падения пластов,свойства боковых пород, расстояние между пластами, мощность наносов или покрывающейнепродуктивной толщи, наличие плывунов или других водообильных порд,нарушенность месторождения, глубина разработки, газаносность пластов, рельефместности, производственная мощность шахты, уровень развития горнодобывающейтехники, способ подготовки шахтного поля,
системы разработки и схема вентиляции и др..
При выборе схемы вскрытия необходимо учитыватьследующие требования: обеспечение неменее двух запасных выходов, возможность своевременной подготовки новогогоризонта.
Поле шахтыпервоначально было вскрыто двумя вертикальными стволами №9 и №9бис, расположенных на северном борту лога«Манеиха». В настоящее время стволы №№9,9бис,11 в связи с реконструкцией шахтыликвидированы.
Основным грузолюдским стволомявляется ствол №10 с бетонным креплением, диаметром 7.0м. Пройден до горизонта+120.0м. Действующими стволами на настоящее время на шахте являются стволы:клетевой ствол пройденный до горизонта +20.0м, закладочный ствол, скиповойствол пройденный до горизонта +20.0м, ствол №1 находится в процессе углубки,главным подающим вентиляционным стволом является ствол пройденный до горизонта+20.0м с установленным вентилятором ВОД-50 (Qр-13300, Qф-18250), ствол ЦВСслужит как выдающий исходящию струю (Qисх-1500). Длявыдачи исходящей струи воздуха на каждом участке пройдены скаты и шурфы: (ш.Садовый, ш.Спутник, ш. Пятилетка, ш. Безымянный, ш.Угловой). На существующих горизонтах (+20 м, +120 м,+110 м, +135 м, +145 м) развитие горных работ ведется с квершлагов и полевыхштреков пройденных между выше перечисленными вертикальными стволами.
1.8. Внешнееэлектроснабжение шахты
В настоящее время внешнееэлектроснабжение шахты производится напряжением 35 кВ от подстанции 110/35/6 кВ«Зенковская» по двухцепной ВЛ-35 кВ на металлических опорах протяженностью 6,5км проводом АС-185
Для распределения электроэнергии наглавной промплощадке шахты размещена подстанция 35/6 кВ «Юго-Западная». Наоткрытой части подстанции расположено два трансформатора по 10000 кВА. Взакрытой части подстанции находятся распредустройствана 35 и 6 кВ, щит управления и щит собственных нужд.
РУ-6 кВ оборудовано ячейками КСО-2Мна 10 отходящих фидеров, 6 из них заняты «сторонними потребителями» .
Подстанция 35/6 кВ «Юго-Западная»обслуживается центральными электросетями РЭУ Кузбассэнерго.
От подстанции 35/6 кВ«Юго-Западная» напряжение 6 кВ получают следующие потребители:
Центральная распределительнаяподстанция 6/0,4-0,23 кВ №11 оборудованадвумя трансформаторами по 630 кВА и ячейками КСО-2УМ в количестве 30 штук.
Центральная распределительнаяподстанция 6/0,4-0,23 кВ №12 оборудованадвумя трансформаторами по 630 кВА и ячейками КСО-2УМ в количестве 18 штук.
Суммарная нагрузка шахты состовляет6000 кВт полная загрузка подстанции «Юго-Западная» 7000 кВт.
От ЦРП-6кВ №11 запитона существующаяподстанция 6/0,4-0,23 кВ котельной с трансформаторами 560 и 630 кВА, а такжезапроектированная подстанция в закрытом складе угля типа 2КТП-630.
1.9. Подъем.
В пределах шахтного полярасположено 5 стволов: скиповой, центральный вентиляционный, клетевой ивспомогательные №9 и №11. В рабочем состоянии находятся три:
Скиповой ствол пройден с основнойпромплощадке шахты диаметром 5,5м до горизонта +120м оборудован двумя парами11т скипов для выдачи угля с горизонта +145 и +120. Оборудован машиной типа2Ц-5х2,3 с редуктором ЦО-22 (передаточное отношение 1:10,5), электродвигательАКН-17-46-24 мощностью- 1000 кВт, напряжение питания — 6 кВ и скоростью 250об/мин. В вентиляционном отношении ствол нейтральный.
Клетевой ствол №10 пройден сосновной промплощадке шахты диаметром 7,0 м до горизонта +120м. Ствол имеетсопряжение с горизонтом +145 м. Оборудован двухклетевым подъемом с одноэтажнымиклетями на трехтонную вагонетку, с трубным и лестничным отделениями.Установлена машина типа 2Ц-5х2,3 (передаточное отношение редуктора 1:11,5),электродвигатель асинхронный ДА213/39-24 мощностью 750 кВт, напряжение питания-6 кВ и скоростью 250 об/мин. Ствол служит для спуска и подъема людей, выдачипороды, выполнение вспомогательных операций и подачи свежего воздуха.
Центральный вентиляционный стволпройден с промплощадке бывшей шахты «Манеиха» диаметром 7,0 м до горизонта +120м. Оборудован двухклетевым подъемом с одноэтажными клетями на трехтоннуювагонетку, с лестничным отделением. Установлена машина типа 2Ц-4х1,8 (передаточноеотношение редуктора 1:11,5), электродвигатель АКН15-51-16 мощностью 630 кВт,напряжение питания — 6 кВ и скоростью 750 об/мин. Служит для выдачи породы сгоризонта +120 м и подачи (на горизонт +120 м) свежего воздуха.
Лесоспускной уклон пройден догоризонта +200 м и служит для спуска леса и длинномера. Оборудован машинойПН-10 с приводом мощностью 95 кВт.
1.10. Вентиляция.
До реконструкции шахты шахтное полебыло разделено на два района. В каждом районе был установлен свой подающийвентилятор ВОКД-3,6 работающий на нагнетание. Горные работы на горизонтахразвивались с главных квершлагов. Подающие стволы располагались в центре поля.Исходящяя струя поступала на фланговые шурфы.
После реконструкции шахты схема проветривания получила значительные изменения.
Подающим (нагнетательным) стволомна настоящее время служит главный вентиляционный ствол (ствол №2). Ствол №2оборудован вентилятором ВОД-50 (Qрас-13300,Qф-18250).
Основным выдающим стволом( Qисх-1100-1500) является ствол ЦВС. Из очистным иподготовительных участков шахты расположенных на флангах шахтного поляисходящяя струя воздуха выдается на поверхность по скатам пройденным навыемочных участках в основном по вынимаемым пластам угля и затем по шурфам,пройденным с поверхности. Также для выдачи исходящей струи воздуха используютсявсе существующие стволы (скиповой ствол Qисх-1300, ствол №10-1800,закладочный( Qисх-2250), ствол №1( Qисх-1550).
1.11. Водоотлив.
Общее питание подземных водпроисходит за счет атмосферных осадков и за счет притока вод из отдаленныхобластей. Подземные воды шахтного поля доброкачественны и пригодны длятехнических нужд и частично для питья. Для откачки естественного притока изшахты на горизонт +120 м имеется водоотливная установка оборудованная восемьюнасосами ЦНС300х300.
Вода с горизонта +145 м и +200 мперепускается на горизонт +120 м.
Зумфовая водоотливная установкаклетевого ствола №10 оборудована двумя насосами ВНМ-18х2.
Зумфовой водоотлив скипового стволасовмещается с гидроэлеваторной чисткой.
Вода с горизонта +20 мперепускается на горизонт –80 м где намечается оборудовать насосную установкуиз 10 насосов ЦНС-300х480 для откачки нормального притока 800 м3/часи максимального 1000 м3/час.
Для откачки воды с уклонного поля увентиляционного ствола №2 предусматривается временная водоотливная установка из5 насосов ЦНС-300х180 для откачки нормального (250 м3/час) имаксимального (400 м3/час).
На поверхности вода подается по трубопроводу вочистные сооружения, которые находятся на южном борту лога «Манеиха».
1.12. Внутришахтныйтранспорт.
Подземный транспорт является однимиз главных звеньев технологической цепи по добыче полезного ископаемого нашахте. Назначением его являетсятранспортирование полезного ископаемого и породы от забоев по выработкам к стволушахты, перевозка оборудования и материалов к месту производства работ иобратно, а также перевозка людей по подземным выработкам. На шахте применяютсяаккумуляторные электровозы. Локомативная откатка применяется в выработках суклоном 0,005, а при выполнении специальных мероприятий 0,05. Основными типамиэлектровозов применяемых в настоящее время на шахте являются АМ8Д, 2АМ8Д, аккумуляторный электровоз5АРВ2. Электровоз 5АРВ2 имеетвзрывобезопасное исполнение. Источник питания является аккумуляторная батарея 66ТЖНШ-300П.
1.13. Охранаокружающей среды.
Общее количество сбрасываемыхсточных вод на шахте за 1998 год составило14000м3 в сутки. Всехозяйственно-бытовые сточные воды шахты в количестве 678,6м3 в сутки через насосно — перекачную станцию поступают на городскиеочистные сооружения.
Шахтные воды через водоотлив потрем ставам диметром 300мм подаются на поверхность и поступают на очистныесооружения механической очистки. Очистка шахтных вод производится путеммеханического отстаивания в горизонтальных отстойниках и хлорирование стоковизвестью. Хлорирование идет постоянно. Анализ на остаточный хлор производитсячерез каждый час. Химический анализ вод, прошедших очистку и сбрасываемый вручей Манеиха осуществляется санитарно-профилактической лабораторией.
1.14. Охранавоздушного бассейна.
Основнымиисточниками загрязнения атмосферного воздуха является промышленная котельная игорящий терриконик. Основная часть терриконика на настоящее время разобрана на строительстводорог. За отопительный сезон в котельной сгорает примерно 15000тонн угля.
Промышленнаякотельная шахты представляет собой отдельно стоящее здание. Оснащена котельнаядвумя котлами Е 1,9. Котлы оснащеныпылеулавливателями марки БЦ-2. Коэффициент полезного действия которых достигает62-75%.
1.15. Охраназемельных ресурсов.
Шахта ведет горные работы наземельном отводе с 1935года. В результате подработки на поверхности шахтыобразовались провалы различной глубины, а также постоянно происходитобразование трещин и оседание земной поверхности. Кроме подработанных площадейна земельном отводе шахты расположен терриконик, шесть плоских отвалов площадью7.6га., выемки от открытых работ. Общая площадь нарушенных земель составляетоколо 900га. По мере образования провалов на земной поверхности по графикупроизводится их засыпка.
Терриконик разбирается на строительство дорог. Участкиземли где не будут в ближайшее время вестись горные работы с нарушением земнойповерхности рекультивируются. Часть земельного отвода засеяна сосной, тополем,карагачем (около 400га.).
2. Механический иэлектрический расчет вентилятора главного проветривания.
Вентиляторные установки всоответствии с ПБ должны иметь резерв по производительности от 20% до 45% и обеспечивать реверсированиевоздушного потока не более чем за 10 минут, при этомпроизводительность должна составлять немене 60% от нормальной производительности.
П