Содержание
Введение
1. Общая часть
1.1 Общие сведения о предприятии
1.2 Краткая горно-геологическая характеристикаместорождения
1.3 Механизация подготовительных и очистных работ
1.4 Транспорт и подъем горноймассы
1.5 Вентиляция, водоотлив и воздухоснабжение рудника
1.6 Электроснабжение поверхности рудника
1.7 Поверхностный комплекс рудника
1.8 Исходные данные для проектирования
2. Специальная часть
2.1 Расчет и выбор подъемного каната
2.2 Выбор и обоснование подъемной машины
2.3 Расположение подъемной установки относительно ствола
2.4 Кинематика и динамика подъема
2.5 Выбор и обоснованиеприводного двигателя
2.6 Cos φ наподстанции подъема
2.6 Расчет нагрузок на шинах центральной понизительнойподстанции (ЦПП)
2.7 Электроснабжение подъема
2.8 Расчет токов короткого замыкания
2.9 Выбор комплектногораспредустройства
2.10 Выбор обоснование схемы управления подъемной машиной
3. Организация производства
3.1 Организация и проведение ремонтных работ
3.2 Организация производства на подъеме шахты«Вентиляционная»
3.3 Технико-экономические характеристика основныхпроизводственных фондов
3.4 Организация труда и оплаты труда
4. Экономическая часть
4.1 Расчет численности обслуживаемого персонала
4.2 Расчет фонда оплаты труда
4.3 Расчет сметы эксплуатационных расходов
4.4 Технико-экономические показатели по проектируемомуруднику
5. Техника безопасности
5.1 Техника безопасности при эксплуатацииэлектромеханического оборудования подъемной установки, защитные средства
5.2 Защитное заземление
5.3 Противопожарное оборудование
5.4 Организационно-технические мероприятия
6. Заключение
Список используемой литературы
Введение
Подъемная установкапредназначена для транспортировки по стволу шахты людей, полезных ископаемых,различных грузов. Она является самым важным и ответственным звеном в системеэлектромеханического хозяйства рудника. От бесперебойной работы подъема зависитнормальное функционирование всех остальных систем горного предприятия.
Современные шахтные подъемныеустановки представляют собой сложные электромеханические комплексы, насыщенныебольшим количеством механического, пневматического, гидравлического иэлектрического оборудования, систем электропривода, аппаратуры контроля,защиты, управления и сигнализации.
Для привода подъемных машинприменяются двигатели постоянного тока, работающие по системе «Генератор — Двигатель» и двигатели переменного тока.
Наибольшее распространениеполучили подъемные установки с асинхронными двигателями с фазным ротороммощностью до 1000кВт.
Несмотря на существенныенедостатки, связанные с регулированием скорости (непроизводительные потериэлектроэнергии), асинхронный привод является основным для вспомогательных,проходческих и подземных подъемов в связи с относительной простотой схемыуправления подъемным двигателем и общей дешевизной оборудования.
С развитием автоматизацииупростилось управление подъемной машиной. На ряде шахт подъемной машинойуправляет дозаторщик, находящийся в дозаторной камере.
Перспективным является переходскипового подъема на полностью автоматическое управление с помощью ЭВМ, аклетьевой подъем планируется перевести на автоматизированное управление.
Наряду с применениембольшегрузных скипов, изготовленных из легких сплавов, особенно прочныхпластмасс и стекломасс, повышенной прочности подъемных канатов, рассчитываемыхна динамические напряжения, совершенных подъемных машин большой канатоемкости смалым маховым массами, особое внимание будет уделено дальнейшей автоматизациипроизводства. Будут внедряться бесконтактные схемы управления приводами,телевизионный контроль за работой на приемных площадках.
1. Общая часть
1.1 Общие сведения о предприятии
Тишинский рудник входит в составакционерного общества: «Риддерский горно-обогатительныйкомплекс». Рудник расположен в 15 км к юго-западу от города Риддер исвязан с ним автомобильной и железной дорогами. Тишинское месторождениехарактеризуется развитием крупно-сопочных форм рельефа с одиночными горнымивершинами, достигающими абсолютных отметок +1000-1700 м. Климатрезко-континентальный, колебания температуры от +37°С до — 47°С.Среднегодовое количество осадков составляет 642мм, максимальная глубинапромерзания почвы 1,5м. Электроснабжение рудника осуществляется от действующихЛЭП мощностью 110кВ, входящих в систему ЗАО ВК РЭК. Теплоснабжениеосуществляется от центральной котельной, расположенной на площадке рудника.Водоснабжение обеспечивается водозаборными сооружениями, расположенными у рекиГроматуха при ее впадении в реку Ульба. Строительный и крепежный лесзаготавливается в пределах Восточно-Казахстанской области. Цемент рудникполучает с Усть-Каменогорского и Семипалатинского цементных заводов.
1.2 Краткая горно-геологическая характеристикаместорождения
Риддерский рудный районрасположен в северо-восточной части Рудного Алтая. Структурной основнойособенностью района является наличие Синюшинского антиклиналя, простирающегосяв северо-западном направлении более чем на 200 км.
В районе известно несколькополиметаллических месторождений, более 100 точек минерализации,локализирующихся в трех хорошо изученных рудных полях: Тишинском,Лениногорском и Успенско-Шубинском.
В геологическом строении Тишинскогоместорождения принимают участие осадочно-вулканогенные породы. Общая мощностьИльинской свиты составляет 1000 м, Соколиной — 300 м. Тишинское месторождениепредставляет собой крупную зону рассланцевания и гидротермального изменениявулканогенно-осадочных пород. Вулканогенно-осадочные образования вблизи рудныхтел превращены в карбонат-сернисто-кварцевые, карбонат-кварц-хлорий-сернистыесланцы и микрокварцесты. Рудные тела с вмещающими породами сконцентрированы впределах основной залежи. Форма рудных тел определяется сочетаниемдизъюнктивных и пликтивных деформаций.
Главное рудное тело основнойзалежи состоит из рудных столбов и по морфологическим особенностям,вещественному составу и содержанию полезных ископаемых разделяются на западнуюи восточную часть. Около ¾ всех запасов находится в восточной части.Рудный столб восточной части имеет крупное западное отклонение (не менее 80°). Все рудные тела сопровождаются зонамиинтенсивного рассланцевания, трещиноватости и дробления. Максимальная длинаосновной рудной залежи по простиранию на глубине шестого горизонта — более1000м, на уровне 16-го горизонта — около 400м. Суммарная мощность от 0,7м до70м. Максимальная глубина под сечения рудных тел скважинами составляет 1180м (абсолютнаяотметка — 500м).
На месторождении выделены тритехнологических сорта руд: окисление, смешанные исульфидные. Окисленные и большая часть смешанных руд отработаны карьерами, асульфидные отрабатываются подземным способом. Полезные основные компоненты руд: цинкосодержащие 1,88 — 29,46%; свинец 0,07- 3,96%; медь 0,14 — 1,56%; золотодо 2,1 г/т; серебро 1,86 — 47 г/т; кадмий — 0,045%; селен — 0,0035%; теллур — 0,0027%. В незначительных количествах содержится: гелий, индий, германий, а также двуокись кремния, окисьмагния, окись кальция, окись алюминия.
На Тишинском месторождениивыделены зоны крайне неустойчивых, рудовмещающих и боковых пород. Главнымэлементами, обуславливающими неустойчивость является, неоднородность,трещиноватость, наличие в породах хлорита (до 50-70%), которые под воздействиемводы, циркулирующей по трещинам и влажной атмосферы, способны разрушаться итерять прочность. По устойчивости породы отнесены к ниже средним, коэффициенткрепости руд и пород по шкале Протодьяконова для верхних горизонтов от 4 до 14,средних и нижних от 7 до 9. Руды также склонны к слеживанию. Коэффициентразрыхления 1,45 — 1,5. Месторождение является селикозоопасным.
В обводнении месторожденияпринимают участие трещинно-грунтовые воды, зоны выветривания коренных пород,которые имеют гидравлическую связь с под русловыми водами реки Ульбы и питаютсяза счет инфильтрации атмосферных осадков. По трещинам, тектоническим зонам,разведочным скважинам и через карьер атмосферные и трещинно-грунтовые водыразгружаются в горные выработки. По химическому составу подземные воды носятназвание гидрокарбонатно-кальцево-магниевые с минерализацией 0,1 — 0,6 г/л собщей жесткостью 1,6 — 6,1 мг экв/л. По отношению к бетону вода на верхнихгоризонтах обладает выщелачивающей и углекислой агрессией. Ниже 10-го горизонташахтные воды сульфитно-натриево-кальцевые с минерализацией 1,2 — 4,5 г/л собщей жесткостью 3,77 — 32 мг экв/л с сульфитным видом агрессии.
Тишинское месторождениеразведывалось сразу же после его открытия в октябре 1958 года. С 1959 по 1963года здесь было пробурено в 18 разведочных профилях с поверхности 148 наклонныхскважин, из них 112 рудные скважины. Большинство рудных пересечений приходитсяна верхнюю часть месторождения, где главное тело разведано по сети 50х50м до категории В1, а остальная часть до категорииС1 и С2 по сети 100х100м.
Были пройденыразведочно-эксплуатационная шахта «РЭШ» и горизонт разведочныхвыработок на глубине 550м. К настоящему времени основная часть ранееразведанных запасов отработана открытым способом. Вовлечены в отработкуразведанные запасы до 11-го горизонта (+70м). Запасы месторождения вскрытысимволами шахт «Тишинская», «Ульбинская», «Западная»,«Вентиляционная» и наклонным съездом.
Шахта «Тишинская» — рудовыдачный ствол, в диаметре равен 7,5м. Ствол оборудован двух скиповымрудным, одно-скиповым породным, клетьевым подъемами и ходовым отделением. Встволе предусмотрена прокладка двух водоотливных ставов с 17-го горизонта по11-ый горизонт, труб сжатого воздуха. В схеме вентиляции шахта нейтральна.Между 10-ым и 11-ым горизонтами находятся рудная и породная дозаторные камеры.Одиннадцатый горизонт является горизонтом улавливания просыпи. Зумфовойводоотлив находится на 17-ом горизонте и оборудован тремя насосами ЦНС 300-600с двигателями мощностью 800 кВт. На 16-ом горизонте ведутся работы по проходкерабочего горизонта.
Шахта «Ульбинская» пройденадо 10-го горизонта, ствол по диаметру составляет 5,5м. Функция стволазаключается в выдаче загрязненного воздуха на восточном фланге, выдача шламов снасосной 10-го горизонта, для спуска — подъема материалов на действующиегоризонты, а также как запасной выход на восточном фланге. Ствол оборудованклетьевой подъемной установкой и ходовым отделением.
Шахта «Западная» пройденадо 16-го горизонта, ствол шахты по диаметру равен 4,5м. Шахта оборудованапроходческим однобадьевым подъемом, служит в настоящее время только для выдачизагрязненного воздуха с шахты.
Шахта «Вентиляционная»пройдена до 16-го горизонта, ствол шахты по диаметру составляет 6 метров. Шахтапредназначена для подачи свежего воздуха в шахту, а также выдачи руды и породыс 11-го, 12-го и 13-го горизонтов на 10-ый горизонт. Ствол оборудован клетьевоймногоканатной подъемной установкой. Также шахта используется для спуска — подъема людей.
Наклонный съезд предназначен кактранспортная выработка и служит для спуска — подъема материалов, ТСМ, ВВ вшахту самоходным оборудованием, а также для транспортировки буровой ипогрузо-доставочной техники в забой и камеры. Съезд имеет сечение равное 12,6 м2.Уклоны съезда с поверхности до 10-го горизонта составляют 12°, с 10-го горизонта по 16-ый горизонт 8° 30'. Наклонный съезд расположен в 30-40метров от рудного тела, между 9 и 27 ортами. Протяженность с поверхности до16-го горизонта равна 6100 метров.
Применяемые системы разработки,это западный фланг выше 5-го горизонта — с обрушением руды и остальные запасы — выемка прирезками с закладкой выработанного пространства на основе цемента сприменением хвостов обогатительной фабрики.
Основные параметры системыразработки нисходящими горизонтальными слоями — длина блока составляет 100метров; ширина блока 7, 10 и 22 метра соответственно (взависимости от мощности рудного тела); высота этажа составляет 60 метров; сечение заходки 3,8´4м и 3,5´3,5метров.Подготовка блоков заключается в проходке наклонного съезда, под этажных ислоевых ортов, вентиляционно-закладочных восстающих и блоковых рудоспусков.1.3 Механизация подготовительных и очистных работ
Механизация проходкибезрельсовых выработок предусматривает применение самоходного оборудования. Вкомплекс оборудования входят: буровая каретка «Мини-бур»или «Миниматик», погрузо-доставочная машина «Торо-200» или«Торо-300», машина для установки штангового крепления «ЖБАК»на базе ЛК-1. Скорость проходки безрельсовых выработок составляет в месяц от 80до 120 метров.
Механизация проходки восстающихрудоспусков предусматривает применение комплексов проходки восстающих КПВ и2КВ, со скоростью проходки для КПВ — 20м, для 2КВ – 40 метров в месяц.
Буровзрывные работы
Для буровзрывных работпредусматривается применение буровых станков «Соло-600», БК-30,буровых кареток «Мини-бур» или «Миниматик». Для зарядкишпуров и скважин применяются зарядные агрегаты типа «Ульба», порционныезарядчики ЗП-2; ЗП-5; ЗП-12. Для доставки взрывчатыхвеществ (ВВ) в шахту применяются специальные машины на базе ПДТ, ЛК-1 и на базеавтомобиля «Татра».
Для доставки руды из прирезок икамер применяются самоходная техника: погрузо-доставочныемашины «Торо-200», «Торо-300», а также автосамосвалы «Торо-35»и МоАЗ.1.4 Транспорт и подъем горной массы
Внутришахтный транспорт
Транспортировка по основномуоткаточному десятому горизонту осуществляется электровозами К14-750 в вагонахВГ-4, ВГ-4,5А к опрокидам № 1 и № 2 (рудные), а также к породному опрокиду № 3.
Рельсовый путь выработок состоитиз верхнего и нижнего строения. Нижним строением является подошва выработки,верхним строением балластовый слой (толщиной не менее 90мм), шпалы, рельсы,стрелочные переводы. Длину шпал принимают для колен от 750мм до 1500мм.Расстояние между шпалами 500-600мм. Шпалы погружаются в балласт на 2/3 своейвысоты. В шахте применяются рельсы Р-24 и Р-33, имеющие соответственно массу 24и 33 кг. На магистральных выработках настилаются рельсы Р-33. Длина рудничныхрельс 8 метров. Сечение медного контактного провода 60-65мм2. Высотаего подвески должна быть не менее 1,8м от головки рельса, напогрузо-разгрузочных площадках и местах пересечения выработок, а также ввыработках околоствольного двора не менее 2м, в околоствольном дворе не менее2,2 метра.
Подвеска контактного проводапроизводится на оттяжках с расстоянием между точками крепления не более 5м напрямых, и 2м на криволинейных участках. Секционные разъединителиустанавливаются через каждые 500м, а также на всех ответвлениях контактногопровода. На пересечениях выработок устанавливаются плакаты «Берегисьэлектровоза». Предупреждающие плакаты «Берегись провода» устанавливаютсячерез каждые 200м, на пересечениях и закруглениях выработок.
На промежуточном седьмомгоризонте горная масса транспортируется в вагонах ВГ-2,2 и электровозами КР-10.
Подъемные установкирудника «Тишинский»
Клетьевая подъемная установкасостоит из подъемной машины типа БЦК 8/4,5x2,2 двухэтажной клети 2НВ-450-15размером 4500x1500 и грузоподъемностью 8500кг.
Скиповая подъемная установкасостоит из подъемной машины типа ПМ БЦК 8/5x2,7 и не опрокидных скипов емкостью9,5м3. Однокиповая ПУсостоит из бицилиндрической ПМ БЦК8/4,5x2,25 и скипа.
Подъемная установка шахты «Вентиляционная»состоит из многоканатной подъемной машины типа ЦШ 2,25x4 (цилиндр со шкивомтрения), и клети 61КМ4,5 грузоподъемностью 10000 кг. Установка предназначенадля аварийного подъема грузов, а также для спуска-подъема людей.
Подъемная установка шахты «Ульбинская»состоит из ПМ ЦР 6х3,2/0,5 и унифицированной клети ЗУКН 4,5-2 размером4500х1500, грузоподъемностью 7000 кг.
Подъемная одноклетьеваяустановка шахты «Западно-Вентиляционная» состоит из ПМ 2 БМ300/1520-2 и бадьи БПС-2.
Подъемная установка шахты «Слепая-Ульбинская»состоит из ПМ Ц3х2, и клети 31 НВ 3,1 без противовеса. Установка предназначенадля аварийного подъема.
1.5 Вентиляция, водоотлив и воздухоснабжениерудника
Вентиляция
Для вентиляции рудникапредусмотрен нагнетательно-всасывающий способ по центральной схеме.
Воздухо-подающими стволамиявляются:
1) ствол шахты «РЭШ», подачавоздуха происходит на 3, 5 и 6-ой горизонты в количестве 84,8 м3/с,где установлен вентилятор ВОД-21, производительностью 90 м3/с;
2) ствол шахты «Вентиляционная»,подача воздуха производится на 8, 9, 10, 11, 13, 14-ый горизонты и на отметку -190,в количестве 238,5 м3/с, где установлен вентилятор ВОД-40,производительностью 275 м3/с.
Также свежий воздух подается поосновному наклонному съезду в количестве 43,4 м3/с, где установленыдва вентилятора ВМ-12, производительностью 50 м3/с.
Воздухо-выдающими являютсястволы шахт:
1) ствол шахты «Западная»,воздух выдается с 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 и 13-го горизонтов в количестве231,2 м3/с, где установлен вентилятор ВОКД — 3,6 производительностью250 м3/с, работающий на всасывание;
2) ствол шахты «Ульбинская»,воздух выдается с 6, 7, 8, 9 и 10-го горизонтов в количестве 86,6 м3/с,где установлен вентилятор ВОД-30, производительностью 140 м3/с,работающий на всасывание;
3) ствол шахты «Слепая-Ульбинская»,воздух под давлением выдается с11,13 и 16-го горизонтов в количестве 30,9 м3/с.
Ствол шахты «Тишинская»является нейтральным, но для проветривания выработок околоствольных дворов 6, 7и 10-го горизонтов предусмотрена выдача воздуха по нему в количестве 13,7 м3/с.
Регулирование подачи количествавоздуха на отдельные горизонты производится с помощью вентиляционных дверей,установленных на квершлагах воздухо-подающих стволов, а также вентиляционныхштор и перемычек.
Реверсирование воздушной струиосуществляется при помощи ляд и обводных каналов у вентиляторной установки шахт«Западная» и «Вентиляционная».
Общее количество подающего ивыдающего из шахт воздуха составляет 366,7 м3/с.
Водоснабжение
Общая потребность подземныхработ в технической воде составляет 150м3/с. Расчетных расход водына пожаротушение 57,6м3/с из расчета двух струй по 8 метров всекунду. Водоснабжение осуществляется по трубопроводам диаметром 100ммпроложенным по наклонному съезду, стволу шахты «Тишинская» и постволу шахты «Ульбинская». Для подпитки водой 10-го и нижележащихгоризонтов, в стволах шахты «Тишинская» и «Ульбинская» врайоне 7-го горизонта установлены водоулавливающие кольца и аккумулирующиебаки.
Водоотлив
В связи с тем, что месторождениевскрыто несколькими стволами и работы ведутся одновременно на несколькихгоризонтах, водоотлив на Тишинском руднике является многоступенчатым.
Насосная станция 17-го горизонтаоборудована тремя насосными установками. Двумя ЦНС-300/600 для откачки воды на10-ый горизонт, откуда вода по водосточной канавке поступает в водосборникинасосной 10-го горизонта. Еще один насос ЦНС-300/420 установлен на 17-омгоризонте для перекачки воды на 11-ый горизонт, где установлены три насосаЦНС-300/120 для дальнейшей перекачки воды на 10-ый горизонт.
На восточном флангеместорождения, силами «Шахтострой управления» ведутся работы по вводув действие второй очереди Тишинского рудника. Для откачки воды с 16-гогоризонта в насосной установлены три насоса ЦНС-300/240 для перекачки воды вводосборники насосной 10-го горизонта.
Главный водоотлив 10-гогоризонта оборудован восьмью насосными установками типа ЦНС-300/360 сдвигателями мощностью 500кВт. В связи с большим притоком воды одновременно вработе находятся три насоса, два из которых работают круглосуточно, а третий ипри необходимости четвертый, включаются при увеличении водопритока.
Насосная станция 6-го горизонта,куда поступает вода с 10-го горизонта, оборудована четырьмя насоснымиустановками ЦН-900/310 и перекачивает воду на очистные сооружения.
Для уменьшения количестваступеней на 16-ом горизонте сооружается насосная станция главного водоотлива на6 насосов типа ЦНСТ-850/720 для перекачки воды сразу же на 6-ой горизонт, тогдасразу же отпадает необходимость в насосных установках 10, 11 и 13-гогоризонтов, а насосная 17-го горизонта нужна только как зумпфовой водоотлив,для откачки водопритока по стволу шахты «Тишинская», которыйсоставляет 40-50 м3/ч.
Все действующие насосныеоборудованы илоотстойниками, так как в воде очень большое содержание взвешенныхчастиц (шламов). По мере накопления в илоотстойниках шламов, от них отводитсявода в другой илоотстойник, а затем шламы с помощью скреперных лебедокзагружаются в вагоны и выдаются на поверхность, где «Белазами» перевозятсяв хвостохранилища. Очистка водосборников производится как скреперными лебедками30ЛС-2С, так и откачиванием шламов в илоотстойник насосами 5ПС-10.
Компрессорная станция.
Тишинский рудник обеспечиваетсясжатым воздухом от компрессорной станции, где установлено четыре рабочих и одинрезервный турбокомпрессор К-250-61, производительностью 250м3/минкаждый. Потребное количество сжатого воздуха 820м3/мин. Длявоздухоснабжения ремонтных работ, в выходные дни имеется компрессор 4М10-100/8,производительностью 100м3/мин.
Воздухоснабжение рудникаосуществляется по трубопроводу диаметром 425мм, проложенному по стволу шахты«Тишинская». По трубопроводу диаметром 300мм, расположенному понаклонному съезду и стволу шахты «Ульбинская».1.6 Электроснабжение поверхности рудника
В настоящее время внешнееэлектроснабжение рудника осуществляется от действующих ЛЭП 110кВ. На ГПП-110/6установлены три силовых трансформатора ТДН-1600/110 мощностью 16000кВ ·А,реактор РБА Н-10. На ГПП-110/6 установлены КРУ типа КСО-2У. На 17 ЦППприменяются следующие типы КРУ: КРУ-2М, КРУН-6, КСО-2М, КРУН-2М, ШВМЭ-0,3-630,К-ХV-1. Число тяговых подстанций на горизонтахАТП-500А/275В — 7 штук. Число питающих и отходящих фидеров ЛЭП-110кВ — 36 штук.Для питания ЦПП и АМП применяются кабели типа ЦААБ, АСБ, ААБ, КТ.
Виды защит силовыхтрансформаторов: защита газовая, от КЗ, от перегрузок, от исчезновениянапряжения; защита отходящих линий — от утечки тока на землю, от короткогозамыкания.
1.7 Поверхностный комплекс рудника
В поверхностный комплекс рудникавходят: склад взрывчатых материалов, компрессорная, котельная, здания подъемныхмашин шахт «Тишинская», «Ульбинская», «Западная»,«Вентиляционная», надшахтные здания «Тишинская» и «Ульбинская»,здания вентиляционных установок «Западная», «Ульбинская»,«РЭШ», завод сухой смеси, бетонно-закладочный комплекс, боксы поремонту самоходного оборудования, электромеханические мастерские, зданияскладских помещений, здания бытового комплекса, а также здания управления.1.8 Исходные данные для проектирования
Подъем шахты «Вентиляционная»Тишинского рудника предназначена для обслуживания ствола, выдачи горной массы с13-го и 11-го горизонтов на 10-ый горизонт, и аварийного подъема людей изшахты.
Проектная глубина ствола шахты«Вентиляционная» 958 метров.
Проектное количество горизонтов — 16.
2. Специальная часть
2.1 Расчет и выбор подъемного каната
Исходя из назначения подъема (обслуживаниевентиляционного ствола и аварийный подъем людей) выбираем одноэтажную шахтнуюклеть 61КМ4,5. Ее длина 4500мм, ширина 1720мм, грузоподъемность 10000кг, массаклети 6761кг, колея 750мм, количество поднимаемых людей не более 30 человек,расстояние между проводниками 2700мм.
Расчет подъемного канатасводится к определению массы одного погонного метра каната, котораяопределяется по формуле:
/>/> кг/м;
где
Qn — масса полезного груза, поднимаемого в клети, кг;
Qc — масса клети, кг;
dв — предел прочности материала каната на разрыв,Н/мм2;
m — условная масса каната, кг;
q — запас прочностиканата (для грузолюдского подъема);
βо — условная плотность каната, кг/м3;
Нк — полнаядлина отвеса каната, м.
Производим расчет:
/>кг/м.
Но так как подъемная машинаимеет четыре каната, тогда вес одного погонного метра каната будет равен:
/>кг/м.
Выбираем канат с массойпогонного метра больше расчетного значения: ГОСТ 3085-69, размером 6х30,диаметром равный 27,5мм, масса одного погонного метра каната 2,7кг, суммарноеразрывное усилие всех проволок в канате 553500Н (при маркировочной группе повременному сопротивлению разрыва 1800 Н/мм2).
Проверяем, подходит ли канат позапасу прочности по формуле:
/> кг;
где
Qp — суммарноеразрывное усилие всех проволок в канате, Н; так как глубина ствола более 600м,то значением рНк пренебрегаем.
Подставив значения, проверяем,подходит ли канат:
/>/>кг.
Так как подъем четырехканатный,а мы рассчитали запас прочности одного каната, то
/> кг,
что больше требуемого.
Окончательно выбираем канат ГОСТ3085-69 ЛК-3 6х30, диаметром 27,5мм.2.2 Выбор и обоснование подъемной машины
На подъемной установке шахты«Вентиляционная» применена машина без отклоняющих шкивов, так какдиаметр ведущего шкива равен расстоянию между осями подъемного сосуда ипротивовеса в стволе.
Диаметр многоканатного ведущегошкива определяем по формуле:
/> м;где
dk — диаметр каната, мм.
Подставив значение диаметраканата получаем:
/>,/>мм.
Принимаем многоканатнуюподъемную машину ЦШ — 2,25х4 (где ЦШ-цилиндрический шкив; 2,25-диаметр ведущегошкива; 4-число рабочих канатов).
Техническая характеристикамногоканатной подъемной установки ЦШ-2,25х4
Максимальное статическоенатяжение ветви каната, кН 340
Максимальная разностьстатических натяжении канатов, кН 120
Максимальный диаметр каната, мм28
Максимальная скорость подъема,м/с 12
Расстояние между канатами наканатоведущем шкиве, мм 250
Маховый момент (без редуктора иэлектродвигателя), кН м2 300
Высота подъема, м 1200
2.3 Расположение подъемной установки относительноствола
Подъемную машину располагаем надстволом в башенном копре.
Высота башенного копраопределяется по формуле:
Нк=kb + kc+ kn + ka+ kp + kм+ 0,75Rш. т, где
kb — высота от уровня земли до приемной площадки, м;
kc — высота клети, м;
kn — высота свободного переподъема, м;
ka — высота рабочего и резервного хода амортизаторов, м;
kp — высота необходимая для размещения крепленияамортизационных устройств, м;
kм — высота машинного зала, м;
0,75Rш.т — высота от пола машинного зала до оси шкива трения, м.
Подставляя значения в формулу,находим:
Нк=0+6+3+6+7+10+0,75·1,12=32,84м.
Принимаем башенный копер высотой35 метров.
2.4 Кинематика и динамика подъема
На клетьевых подъемныхустановках применяется трехпериодная диаграмма скорости. Принимаем ускорениеα1=1м/с2, замедление α3=0,75м/с2,расчетная продолжительность движения клети Тр=210с, высота подъемаН=958 метров. Определяем максимальную скорость подъема по формуле:
/>,м/с
Где ам — (м/с2)- модуль ускорения, определяется по формуле:
/>м/с2.
Найдя модуль ускорения, теперьможно найти максимальную скорость подъема:
/>м/с.
Фактическую максимальнуюскорость определяем по формуле:
/> м/с; где
ί — передаточноечисло редуктора, принимаем из технических характеристик равное 11,29; n — частота вращения двигателя,принимаем n=590об/мин. Подставляя значениянаходим:
/> м/с,
то есть условие υр.м. ≤ υmax, аточнее 4,7 ≤ 6,15, выполняется.
Продолжительность и путьзамедленного движения определяем по формулам:
/>с.
/>м.
Продолжительность и путьзамедленного движения в нижней части ствола определяем по формулам:
/>с.
/>м.
Путь и продолжительность равномерногодвижения определяем по формулам:
/>м.
/>с.
Продолжительность движения клетиопределяем по формуле:
/>с.
Проверим правильность расчета поформуле:
/>с.
Так как Т ≤ Тр,υмах ≥υр. m., то и фактический коэффициент резервапроизводительности подъемной установки будет равным или больше расчетного:
/>; где
С — коэффициент резервапроизводительности подъемной установки, учитывающий неравномерность ее работы, С= 1,5;
tn — время паузы, для одноэтажной клети, tn= 20c.
Подставляем значения в формулу,и получаем:
/>
Динамика подъема
Уравновешивание установки. Необходимостьв уравновешивании подъемной системы устанавливается по значению степенистатической неуравновешенности:
/>;где
k — коэффициент вредных сопротивлений в стволе, для клетьевойустановки, k = 1,2.
Производим расчет по формуле:
/>.
Так как δ ≥ 0,5;то требуется применение уравновешивающих канатов. Применяем два хвостовыхканата, вес одного метра хвостового каната определяем по формуле:
/> кг/м;где
Пк — числоголовных канатов;
Пук — числоуравновешивающих канатов.
/>кг/м.
Исходя из полученных данных,принимаем два хвостовых каната с массой 1 погонного метра 5,4кг, шириной 107мм,толщиной 17,5мм, суммарное разрывное усилие всех проволок в канате 1040000 Нпри маркировочной группе по временному сопротивлению на разрыв 1800 Н/мм2.
Ориентировочная мощностьдвигателя определяется по формуле:
/>кВт.
Предварительно принимаем электродвигательАК13 — 62 — 10 мощностью N=500кВт, n= 590об/мин; ηд = 0,93; Ммах/Мпот. =1,9; G·Д2= 4800 Нм2.
Крутящий момент на тихоходномвалу редуктора определяем по формуле:
/>, Н; где
R= 1,125м. — радиус ведущего шкива.
Подставляем значения в формулудля нахождения крутящего момента:
/>Н.
Принимаем редуктор Ц2Ш — 1000 спередаточным числом i =11,29; GД2 = 4800 Нм2, способный передатьмаксимальный крутящий момент на ведомом валу М = 300000 Н.
Приведенная к окружности шкивамасса трения движущихся частей подъемной установки определяется по формуле:
/>,
Где
Lnk — длина головки каната, м.
Для нахождения значения длиныголовки каната применяем формулу:
/>м.
Lук — длина хвостового канала, м.
Длину хвостового канала находимпо формуле:
/>м.
/>кг.
т1шт — приведенная масса шкива трения; находим это значение по формуле:
/>кг.
т1ред — приведенная масса редуктора, кг.
Массу приведенного редукторанаходим по формуле:
/>кг.
Найдя все необходимые значения,ставим их в формулу для нахождения массы трения движущихся частей:
/>кг.
Движущиеся усилия в характерныхточках трехпериодной трапециидальной диаграммы определяем по шести формулам взависимости от операции: в начале подъемной операции:
/> Н,
подставляя значения из ранеенайденных, находим:
/>Н;
в конце операции ускорения:
/> Н,
подставляя значения в формулу,находим:
/>Н;
в начале операции равномерногодвижения:
/> Н,
подставляем значения в формулу:
/>Н;
в конце операции равномерногодвижения:
/> Н,
подставляем значения в формулу:
/>Н;
в начале операции замедленногодвижения:
/> Н,
подставляем значения в формулу:
/>Н;
в конце подъемной операции:
/> Н,
подставляем значения в формулу:
/>Н.
2.5 Выбор и обоснованиеприводного двигателя
Эквивалентное усилие определяемпо формуле:
/> Н,
где значение Т находим поформуле:
/> с,
Куд-коэффициент, учитывающий ухудшение условий охлаждения во время ускоренного изамедленного движения, Куд=1;
Rn — коэффициент, учитывающий паузы между движением клети, Rn=0,33.
Найдем вначале значение Т,то есть
/>с.
Для нахождения эквивалентногоусилия мы нашли все значения, а значит, можем подставлять их непосредственно вформулу:
/>
/>Н.
Проверяем электродвигатель наперегрузку. Коэффициент перегруза при подъеме определим по соответствующейформуле:
/>; что
недопустимо, так как приасинхронном двигателе Кn ≤ 1,8; в связи с этим примем:
/>Н.
Эквивалентная мощность двигателяопределяется по формуле:
/>кВт, что
больше принятой ранее мощностидвигателя АК13 — 62 — 10 (Nор = 483кВт),поэтому принимаем двигатель АК15 — 36 — 8, мощностью электродвигателя 750кВт, n = 590 об/мин.
Запас мощности электродвигателяопределяем по формуле:
/>; что
допустимо условиями выбора электродвигателей.
Определим мощность на валуподъемного двигателя по формулам:
/>
/>кВт.
/>кВт.
/>кВт.
/>кВт.
/>.
По полученным данным строимдиаграммы подъемной установки:
диаграмма скорости;
диаграмма ускорения;
диаграмма движущихся усилий;
диаграмма мощности на валуподъемного электродвигателя.2.6 Cos φ на подстанции подъема
Cos φ — коэффициент мощности, характеризующий эффективность использованияэлектроустановок.
Расчет cos φ производится поформуле:
/>;
где
значение Ррнаходится по формуле:
/>кВ·Ар;
значение Sрнаходится по формуле:
/>кВ·Ар;
значение QРнаходим по формуле:
/>кВ·Ар.
Определим по формуле реактивнуюмощность необходимую для компенсации повышения коэффициента мощности (cos φ):
/>,кВ · Ар.
Значение tg φ1соответствует расчетному cos φ, так как cos φ = 0,86; то tg φ1= 0,6. Значение tg φ2 соответствует проектному cos φ = 0,96; тогда tg φ2 = 0,29.
Подставляем значения в формулу длянахождения реактивной мощности необходимой для компенсации повышения cos φ:
/>кВ· Ар.
Для нахождения количестваконденсаторов применяем формулу:
/>; где
Qп — реактивная мощность одного конденсатора.
Количество конденсаторов на фазусоставит 4, а на три фазы соответственно — 12.
Тип устанавливаемых конденсаторовКС2 — 6,3.
2.6 Расчет нагрузок на шинах центральнойпонизительной подстанции (ЦПП)
Для удобства расчет произведемего порядок:
Все потребители разбиваются нагруппы однородные по характеру работы.
По справочным таблицамопределяется Кс и cos φ для каждой группы.
Определяем активную расчетную иреактивную мощность каждой группы по формулам:
/>,кВт;
/>,кВт;
/>,кВт;
/>,кВт; где
КС гр — значениекоэффициента спроса для группы приемников;
∑РН гр — суммарнаяноминальная мощность потребителей группы, кВт;
tgφгр — значение тангенса соответствующего.
Определяем суммарную активную иреактивную расчетные мощности всех групп.
/>….,кВт;
/>….,кВт · Ар.
Определяем расчетную нагрузку поформуле:
/>, кВ · А.
Определяем расчетный коэффициентмощности по формуле:
/>.2.7 Электроснабжение подъема
Расчет высоковольтной линиисводится к определению сечения жил кабеля, которое выбирается по несколькимпоказателям:
а) по нагреву, определяемпо формуле:
/> А,где
Jдл.доп — длительно допустимый ток для кабеля выбранного сечения;
К1 — коэффициент, учитывающий температуру окружающей среды, для температуры 150С принимаем К1 = 1;
Jрасч — расчетный ток нагрузки, который определяется по формуле:
/> А,
Где Кс — коэффициент спроса, Кс = 0,75 — 0,95.
Подставляем значения в формулу:
/>А.
Предварительно выбираемтрехжильный кабель с алюминиевыми жилами, Jдл.доп = 80 А, сечением 16мм2, Jдл.доп = 80 А ≥ Jрасч = 76,8А.
б) по экономическойплотности тока определяем по формуле:
/> где
γэк — экономическая плотность тока, при числе часов использования нагрузки в год от1000 до 3000, принимаем γэк = 1,6 А/мм2.
Находим экономическую плотность:
/>мм2.
Предварительно выбираемтрехжильный кабель с алюминиевыми жилами, с нагрузкой до 155 А, сечением 50мм2.
в) по потерям напряженияопределяем по формуле:
/>%, где
l — длина линии, км;
чо — активноесопротивление линий, определяется по формуле:
/> Ом/км;где
γ — удельнаяпроводимость материала кабеля, м/Ом · мм2;
S — сечение кабеля, мм2.
Подставляем значения в формулудля нахождения активного сопротивления:
/> Ом/км.
Для нахождения потерь напряженияподставляем все найденные значения в формулу:
/>% Uдоп= 5%.
г) по термическойстойкости расчет производим по формуле:
/>мм2 где
J∞ — установившийся ток короткого замыкания;
С — коэффициент длякабелей с алюминиевыми жилами, С = 90;
tф — фиктивное время действия тока короткого замыкания.
Подставляем значения в формулудля нахождения термической стойкости:
/>мм2.
Окончательно выбираемтрехжильный кабель с алюминиевыми жилами, с бумажной пропитанноймасло-канефольной и не стекающей изоляцией, в свинцовой оболочке,прокладываемый в земле, сечением 120мм2; Jдл.доп = 260 А.
2.8 Расчет токов короткого замыкания
Для расчета токов короткогозамыкания составляем расчетную схему и схему замещения, в которой реальныеэлементы заменяем сопротивлениями.
Определяем сопротивление всехэлементов, до шин подстанции.
/>l=0,5 Рном
К1
Значение К1находим по формуле:
/> где
Sб= 100 — значение базисной мощности;
Sк.з. = 100 — мощность короткого замыкания.
Определим относительное базисноесопротивление кабеля находим по формуле:
/> где
хо — индуктивное сопротивление 1км кабельной линии, Ом/км; принимаем из техническиххарактеристик равное 0,08 Ом/км;
Подставляем значения в формулудля определения относительного базисного сопротивления кабеля:
/>
Определим активное относительноебазисное сопротивление кабельной линии по формуле:
/>Ом/км.
Определим результирующеесопротивление до точки К1 по формуле, но так как ч*1 то ч*1 не учитываем в формуле.
/>Ом.
Определим по формуле токикороткого замыкания в точке К1 от действия системы:
/>, где
Jо — действующее значение тока в момент возникновения короткого замыкания; Jt — действующеезначение тока в момент времени при t = 0,2с;
J∞ — установившейся ток короткого замыкания;
Jб — базисный ток, определяемый по формуле:
/> кА.
Зная все значения дляопределения действующего значения тока в момент возникновения короткогозамыкания, подставляем их в формулу:
/>кА.
Определяем ударный ток короткогозамыкания по формуле:
/>,кА; где
Ку = 1,3 — ударный коэффициент.
Подставляем значения в формулудля определения ударного тока замыкания:
/>кА.
Определим по формуле мощностькороткого замыкания в точке К1 от действия системы:
/>мВ · А.
Определяем по формуле влияниеасинхронного двигателя на величину ударного тока короткого замыкания:
/>,кА; где
Jном.ад — номинальный ток асинхронного двигателя, который определяется поформуле:
/>, кА где
значение Sномнаходим по формуле:
/> мВ ·А.
Теперь зная значение Sном, подставляем его в формулу для нахожденияноминального тока асинхронного двигателя:
/>кА.
Все найденные значенияподставляем в формулу для нахождения влияния асинхронного двигателя на величинуударного тока короткого замыкания:
/>кА.
2.9 Выбор комплектного распредустройства
Выбор комплектногораспредустройства сводится к выбору силового выключателя, а другие элементыоборудования соответствуют его параметрам. Предварительно выбираем комплектноеоборудование КМ 1, в котором установлен выключатель ВМПЭ — 10 — 630 — 20 УЗ.
Проверочный расчетвходящего в КМ 1 оборудования.
Проверяем силовой выключатель.
Производим выбор по напряжению итоку, необходимо чтобы:
Uном≥ UcетиJном ≥ Jрасч
6кВ = 6кВ 630А> 78,8А
Выбор по отключающейспособности:
Jоткл≥ Jб
20кА > 9,1А.
Проверка на термическуюустойчивость:
Jt.кат ≥ Jt. расч,где
Jt.кат — ток термической стойкости по каталогу, кА; определяем его поформуле:
/>, где
tкат — допустимое время действия тока термической стойкости.
Подставляем значения в формулудля определения тока термической стойкости:
/>кА;
Jt.расч = 20кА > Jt. расч= 3,2кА.
Произведем проверку динамическойустойчивости:
iамп≥ iу; где
iамп — предельный сквозной ток;
iамп= 52кА > iу =15,2кА.
Окончательно выбираемвыключатель внутренней установки, маломасляный ВМПЭ — 10 — 630 — 20 УЗ.Выбираем шкаф выкачного исполнения на базе силового выключателя ВМПЭ.
Выбор сечения шин.
ВКМ — 1 установлены шины,рассчитанные на 1000 А. Необходимо выполнить условие:
Jдл.доп ≥ Jрасч.
Jдл.доп = 1000А > Jрасч. = 76,8А.
Предварительно принимаемалюминиевые шины прямоугольного сечения, размером 30х4мм, S= 120мм2 и проверяем их на динамическуюпрочность при ТК 3.
Усилие, действующее на шиныопределяем по формуле:
/>, даН; где
l=120см — расстояние между опорными изоляторами, см;
а =30см — расстояниемежду осями шин, см.
Подставляем значения в формулудля нахождения усилия действующего на шины:
/>даН.
Изгибающий момент определяем поформуле:
/> даН · см.
Момент сопротивления определяемпо формуле:
/>см3 где
в и h — размеры шин, см.
Напряжение в поперечном сеченииопределяется по формуле:
/>,где
/> -допускаемое напряжение на изгиб, даН/см2; />даН/см2.
Подставляем значения в формулудля определения напряжения в поперечном сечении:
/> даН/см2/>даН/см2.
Таким образом, шины помеханической прочности подходят.
Минимальное сечение шины исходяиз условия термической стойкости определяем по формуле:
/>мм2.
Так как выбранное сечение большеминимального, то шины по термической стойкости подходят.
Окончательно принимаемалюминиевые одноколесные окрашенные шины прямоугольного сечения, S = 120мм2. Выбор трансформатора тока.
Uн.т. г. ≥ UсетиJн1 > Jрасч
6кВ = 6кВ 400А> 76,8А.
Предварительно выбираемтрансформатор тока ТВЛМ — 6.
При выборе по классу точностинеобходимо, чтобы:
/>,где
/> -номинальная нагрузка трансформатора ТВЛМ — 6 в определенном классе точности;
/> -расчетное сопротивление обмоток и реле, соединительных проводов и контактоввторичной цепи, определяем по формуле:
/>,где
/>Ом;
/>Ом.
Приборы: амперметр, счетчикиактивной реактивной энергии.
Расчет нужного амперметрапроизводим по формуле:
/>Ом;
принимаем амперметр Э351.
Расчет нужного счетчика активнойи реактивной энергии производим по формуле:
/>/>Ом;
/>Ом;
принимаем счетчик активнойэнергии СА4У — И675М, а счетчик реактивной СР4У — И673М.
Подставляем все найденныезначения в формулу для нахождения сопротивления обмоток и реле, соединительныхпроводов и контактов вторичной цепи:
/>Ом.
/>Ом> />Ом.
Проверяем на динамическуюустойчивость:
необходимо чтобы:
/>/>, где
Кдин = 52кА — коэффициент динамической устойчивости трансформатора тока.
/>А.
/>кА> />А.
Произведем проверку натермическую устойчивость:
/>,
где
Ктерм = 20,5кА- коэффициент термической устойчивости ТВЛМ — 6;
t= 1 — время для которого дан токтермической устойчивости.
/>кА> />кА.
Условие выполняется, окончательновыбираем трансформатор тока ТВЛМ — 6.
Выбор трансформатора напряженияпо напряжению:
/>кВ≥ />кВ.
Предварительно выбираемтрансформатор напряжения НТМИ — 6.
По классу точности:
/>
Приборы: вольтметр, счетчикиактивной и реактивной энергии.
/>/>;
/>В·А.
/>В· А > />В · А.
Принимаем вольтметр Э 377,счетчик активной энергии СА4У — И675М, счетчик реактивной энергии СР4У — И673М.
Окончательно выбираем трансформаторнапряжения НТМИ — 6.
Устанавливаем по одномутрансформатору напряжения на секцию.
2.10 Выбор обоснование схемы управления подъемноймашиной
Каждая подъемная установкадолжна иметь следующую контрольно-измерительную аппаратуру: указатель глубины,показывающий местоположение подъемного сосуда в стволе; амперметр, показывающийнагрузку подъемного двигателя; вольтметр, показывающий напряжение на статоре двигателя;скоростемер, показывающий и записывающий скорость движения подъемных сосудов.
Рабочее торможение являетсяэлементом управления подъемной машины, а предохранительный тормоз — элементомзащиты. Электрическая схема управления подъемной установкой построена такимобразом, что включение предохранительного торможения автоматически вызываетотключение электроэнергии, питающий подъемный двигатель.
Электрическая схема управленияподъемной установки имеет цепь защиты, состоящей из нескольких последовательновключенных контактов предохранительной аппаратуры. Тормозные электромагнитыполучают питание от контактора предохранительного торможения (КТП), в цепиуправляющей катушки которого включены контакты всех защитных аппаратов,контролирующих работу подъемной установки.
При размыкании контактов однойиз защит, цепь нарушается и накладывается предохранительный тормоз, машинаостанавливается. Защитная аппаратура подъемной установки (ПУ) связывает работуэлектропривода с исполнительным органом тормоза.
Цепь защиты ПУ с пневматическимприводом тормоза состоит из:
выключателя понижения давленияКД, размыкающего свои контакты при опускании тормозного груза, вследствиепонижения давления в воздушной системе тормоза;
выключателя блокировки тормозапредохранительного ВБТП, размыкающего свои контакты при пере подъеме клети, присрабатывании механического ограничителя скорости;
контактов масляного выключателяВМ, размыкающихся при его выключении;
концевых выключателей 1ВК, 2ВК,3ВК, 4ВК, установленных попарно на указателе глубины и на копре, размыкающихсвои контакты при пере подъеме сосуда или противовеса;
контакта реле ограниченияскорости, размыкающего свои контакты при превышении скорости;
контакта РКН — реле контроляисправности цепей возбуждения электродвигателя;
контакта 1ККО — командоаппарата,для предотвращения снятия предохранительного торможения.
Описание схемы управленияасинхронным двигателем подъемной машины с пневмотормозом и динамическимторможением.
Источником постоянного тока длявозбуждения статора двигателя является генератор ГДТ, который приводится вдействие отдельным электродвигателем, а его обмотка возбуждения получаетпитание от двух источников постоянного тока:
от генератора Г1 или Г2 черезсопротивление 1С1;
от вторичной обмоткитрансформатора обратной связи СТК, через селевой выпрямитель СДК.
СТК включен в одну из фаз ротора.Напряжение на вторичной его обмотке зависит от нагрузки и скорости вращенияподъемного электродвигателя. Переменный ток, получаемый на зажимах вторичнойобмотки трансформатора СТК выпрямляется селеновым выпрямителем С1С искладывается с током независимого генератора ГДТ. Величина тока обратной связирегулируется при помощи сопротивления 4СУ.
Подготовка машины к пуску
Машинист включает разъединительР1 и вводный автомат А1, подавая напряжение на шины реверса и на низковольтноераспредустройство. Автоматом А3 включаем в работу двигатель компрессора, работукоторого контролирует электроконтактное реле давления; поворотом рукоятокпакетных выключателей 1П и 4П, подготавливаем цепи для включения одного издвигателей генераторов, питающих магнитную станцию. Нажав кнопку «Пуск»,машинист включает в работу двигатели маслонасоса и генератора. При нажатии этойкнопки в цепи контактора 1К, замыкается его блок-контакт 1К в цепи катушекконтактов В, Н, п, реверсора, в цепи катушек реле РКН, в цепи блокировочногореле РБ и в цепи трансформатора СТК, шунтируя его вторичную обмотку,одновременно размыкается контакт КДТ в цепи катушки контактора ДТ. Получивпитание, реле РКН замыкает свои контакты в цепи катушек контакторов реверса, аконтакт выключателя ВБТП замыкается и включает катушку контактора ТП. КонтакторТП замыкает свои силовые контакты в цепи электромагнитов МТК и МТР и блокконтакты в цепи своей катушки, которые шунтируют контакты командоаппарата КК1.
Для перевода двигателя в режимдинамического торможения, машинист нажимает кнопку КДТ, которая включаетсигнальную лампу ПТД на указателе глубины. Разомкнувшиеся при этом контакты КДТподготовят цепь для включения контактора ДТ. Отключаясь, контактор реверсора В(или Н) замкнет свои блок контакты в цепи реле РДБ, которое, сработав, свыдержкой времени включит контактор ДТ. После замыкания силовых контактов ДТ вцепи статора двигателя циркулирует постоянный ток. Реле РКТ сработает и замкнетсвои контакты в цепи реле РКН, которое будет получать питание через эти контактыпосле размыкания контактов КДТ, а замкнутые контакты реле РКТ в цепи катушекконтакторов В и Н реверсора, разомкнутся.
Контактор ДТ, включившись,замкнет свои нормально открытые контакты и разомкнет свои нормально закрытыеконтакты в цепи катушек реверсора, замкнет свои блок контакты в реле РДБ и вцепи реле 1РУ-8РУ и разомкнет свои блок контакты в цепи контактора 6У. Приработе электродвигателя в режиме динамического торможения, на обмоткугенератора ГДТ поступает постоянный ток от генератора Г1 и от селевоговыпрямителя обратной связи СДК. С возрастанием внешнего момента на валу машины,возрастает и напряжение подаваемое на статор двигателя, благодаря этомуавтоматически обеспечивается устойчивая скорость спуска, независимо от внешнеговращающего момента. Для увеличения тормозного момента машинист перемещаетрукоятку управления из нулевого в крайнее положение. Одновременно с уменьшениемпускового сопротивления в цепи ротора, увеличивается ток возбуждения генератораГДТ, так как замкнувшиеся при перемещении рукоятки блок контакты 1У-6Ушунтируют часть сопротивления 1СД в цепи катушки возбуждения.
3. Организация производства
3.1 Организация и проведение ремонтных работ
Рудничная подъемная установка предназначенадля подъема полезного ископаемого, спуска и подъема людей, породы, материалов иоборудования. От организации работы подъема зависит бесперебойная и ритмичнаяработа всего рудника в целом.
К организации работы подъемапредъявляются следующие требования: работа подъема должна производится всоответствии с установленным графиком в течение рабочей смены бесперебойного ис равномерной нагрузкой, график работы подъема должен быть увязан с графикомпоступления грузов в околоствольный двор; скорость движения клети должна бытьмаксимальной, но не более чем предусмотрено правилами техники безопасности, всепаузы во время маневров, загрузки и разгрузки клети, посадки и выхода, рабочихиз клети должны быть сведены до минимума.
Правилами технической эксплуатациишахт строго регламентировано время на осмотр канатов, подъемных сосудов, стволаи ревизию оборудования рудо дворов и подъемной машины. Осмотры должныпроводится ежесуточно. Время на проведение осмотров определяется главныминженером рудника, в зависимости от графика работы.
Текущий ремонт подъемной машиныпроводится один раз в одну-две недели, а капитальный в 12-18 месяцев.
Осмотры, испытания и ремонтыподъемной установки должны производится в соответствии с графиком. Осмотрклетей, парашютов, прицепных устройств, кулаков, загрузочных и разгрузочныхустройств производится ежемесячно механиком подъема. Два раза в месяц главныймеханик с главным энергетиком производят техническую проверку подъемной машины.Ежемесячно главный инженер рудника производит проверку состояния канатов иармировки ствола.3.2 Организация производства на подъеме шахты«Вентиляционная»
Для проведения производственнойпрограммы, поставленной перед коллективом подъема, принимаем коллективную формуорганизации в виде комплексной бригады, работающей на условиях бригадногоподряда, с постоянным тарифным фондом, независимо от изменения численностичленов бригады.
Принимаем в проекте бригадусоставом 32 человека:
5 машинистов подъемнойустановки;
5 крепельщиков-осмотрщиков;
5 электрослесарей;
5 стволовых поверхности;
12 стволовых на подземныхработах.
В состав работы обслуживающегоперсонала бригады входит: осмотр подъемной установки; управление подъемноймашиной при спуске — подъеме людей, грузов, материалов и различногооборудования по стволу; включение и переключение системы управления подъемноймашиной; спуск — подъем клети во время ремонтных работ; наблюдение и осмотрподъемных сосудов, канатов, армировки ствола, оборудования рудо дворов;проверка работы сигнализации, защитных, пусковых и контрольно-измерительныхприборов; проверка работы компрессора и масляной системы, спуск — подъем людей;подача сигналов; загрузка и разгрузка из клети груза, материалов иоборудования.
Режим работы, установленныйпорядок и продолжительность деятельности предприятия, включает в себя:
годовой режим работы, дни 306
число рабочих смен 3
число ремонтных смен 1
продолжительность смены, часы 6
количество рабочих дней в неделю6
На основании принятого режимаработы в соответствии с трудовым кодексом составляем плановый годовой балансрабочего времени, учитывая увеличенное количество дней очередных отпусков засчет экологии. Сведения сводим в таблицу №1.
Таблица № 1 — Годовой балансрабочего времениЧисло календарных дней
365 Число выходных и праздничных дней
52+7=59 Номинальный фонд рабочих дней
306 Номинальный фонд рабочих часов
306 · 6=1836
Невыходы на работу по причине:
очередной и дополнительный отпуск
болезнь
отпуска учащимся
выполнение гособязанностей
35
7
14
1 Итого невыходов
57 Коэффициент списочного состава
/> 3.3 Технико-экономические характеристика основныхпроизводственных фондов
Технико-экономическуюхарактеристику основных фондов приведем в таблице № 2.
Таблица №2Наименование, и марка оборудования, шт.
мощ-
ность
кол-
во
Балансовая стоимость,
тыс. тенге Норма амортизации % тыс. тенге Подъемная машина ЦШ
1
3127,5
3
93,83 Электродвигатель АК
750
1
1234,2
9
111,08 КРУ КМ — 1
1
573,3
3
17, 199 Тормоз ЗТП — 67
1
49,9
11
5,49 Прицепное устройство
1
7
8
0,56 Итого
4991,9
228,16 Неучтенные (30% от общ)
1497,57
68,45 Всего
6489,47
296,61 Здания
1
2344
3
70,32
Расчет капитальных вложенийпроизводится по формуле:
/>,тыс. тенге;
где
значения Кобор, Кнеуч.обор., Кзданияберутся из таблицы №2.
Подставляем значения в формулу иполучаем:
/>тыс.тенге.3.4 Организация труда и оплаты труда
В соответствии с действующими вгорнорудной промышленности формами оплаты труда, принимаемповременно-премиальную систему оплаты труда.
Оплата труда производится наосновании ниже приведенных ставок:
машинист подъемной машины — 55тг/час;
электрослесарь — 80тг/час по IV разряду;
крепильщик — осмотрщик — 100тг/час по IV разряду;
подземный стволовой — 55тг/часпо II разряду;
стволовой поверхности — 50тг/часпо II разряду.
Доплата за работу в праздничныедни (при 7 праздниках в году) планируется из расчета:
/>
от тарифного фонда.
Доплата за работу в ночное времяпланируется:
/>
от тарифного фонда.
Оплата отпусков планируется вразмере 10% от тарифного фонда.
Начисление на социальное страхованиев размере 21% от фонда заработной платы.
Размер премии рабочих — 50%, адля ИТР — 60% от тарифного фонда.
Доплата по экологии составляет1,5 МРП (месячный расчетный показатель). В 2003 году МРП = 872тенге, а значит:
/>тыс.тенге составляет в месяц.
Отчисления в пенсионный фондсоставляет 10% от заработной платы.
4. Экономическая часть
4.1 Расчет численности обслуживаемого персонала
Численность рабочих подъемарассчитываем на основании нормативов численности и сводим в таблицу №3.
Таблица № 3 — Расчет численностирабочих подъема
Наименование
профессии разряд
кол-во ед.
оборудован.
сменность
работы
нормативы
численнос.
явочная
численнос.
коэф-т спи-
соч. состава
штатная
численнос.
списочная
численнос. Машинист ПУ
-
1
4
1
1х4
1,2
4,8
5,0 Электрослесарь
IV
-
1
4
4
1,26
5,04
5,0
Крепильщик-
осмотрщик
IV
1
4
4
1,3
5,2
5,0
Стволовая
поверхности
II
1
4
1
4
1,2
4,8
5,0
Подземная
стволовая
II
2
5
2
10
1,26
12,6
12,0
Итого
32,44
32,0
Принимаем списочную численностьбригады 32 человека.
Из таблицы следует, что плановыйрост производительности труда составляет:
/>.
4.2 Расчет фонда оплаты труда
Произведем расчет заработнойплаты рабочих подъема.
Все данные по расчету заработнойплаты внесены в таблицу №4.
Таблица №4 — Расчет фонда оплатытруда рабочих подъемаОтчисления на соц. страхован. тыс. тенге 15
198,41
234,22
280,79
159,32
398,83
1246,7
21%
гр.14 Всего годовой фонд зарплаты тыс. тенге 14
826,71
1115,3
1337,1
758,65
1899,2
5936,8
графа
10+13 Дополнител. зарплата
всего,
тыс. тенге 13
120,39
136,56
148,98
116,58
284,18
806,69
графа
11+12
доплата по
экологии,
тыс. тенге 12
78,48
78,48
78,48
78,48
188,35
502,27
1,308 х
гр.5х12
оплата отпуска,
тыс. тенге 11
41,91
58,08
70,5
38,1
95,83
304,42
10%
граф.6 Основная заработная плата
всего,
тыс. тенге 10
706,32
978,76
1188,1
642,07
1614,9
5130
гр.6+7
+8+9
доплата за
праздники, тыс. тенге 9
8,047
11,151
13,536
7,315
18,399
58,449
1,92%
граф.6
доплата за
ночные,
тыс. тенге 8
69,57
96,41
117,03
63,25
159,08
505,34
16,6%
граф.6
премии,
тыс. тенге 7
209,6
290,4
352,5
190,5
479,2
1522
50%
гр.6
тарифный
фонд,
тыс. тенге 6
419,1
580,8
705
381
958,32
3044,2
графа
3х4х5 Эффективные рабочие дни 5
254
242
235
254
242
Списочный
состав 4
5
5
5
5
12
32
Тарифная ставка, тыс. тенге/смен 3
0,33
0,48
0,6
0,3
0,33
Разряд 2 -- IV IV II II
Наименование профессии 1
Машинист
ПУ
Электро-
слесарь
Крепильщик -
осмотрщик
Стволовая
поверхности
Подземная
стволовая
Итого
Обоснование
решения
Среднемесячная заработная платарабочих подъема равна:
/>тыс. тенге.
Зарплата ИТР определяется попримерным типовым штатам с учетом соответствующей группы по оплате труда ИТР.Данные сводим в таблицу №5.
Таблица № 5 — Начислениезаработной платы ИТР.
Наименование
должности
число
штанных
единиц
месячный
оклад по
шт. распис
месячный
фонд зар-
платы, тен
годовой
фонд зар-
платы, тен Начальник подъема
1
26,666
26,666
319,992 Механик подъема
1
24
24
288 Горный мастер
3
21,444
64,332
771,984
Итого
1379,976
Премии
(60% от «Итого»)
827,986
Всего
(«Итого»+«Премии»)
2207,962 Оплата отпусков10%
220,796 Доплата по эколог.
6,540
78,48
Всего
2507,238
Отчисления на
соц. страхования 21%
526,52
Средняя заработная плата ИТРсоставит:
/>тысяч тенге.4.3 Расчет сметы эксплуатационных расходов
Установленное подъему плановоезадание по выдаче на поверхность грузов, по проекту, соответствуетпроизводственной мощности объема. Расчет производим по формуле:
/>,где:
Пn. о. — число подъемных операций в час;
Пч — числорабочих часов в сутки;
Псм — числорабочих дней в году;
Qn — масса полезного груза за одну подъемную операцию.
Подставляем значения в формулу:
/>т.
Рассчитываем стоимостьрасходуемой электроэнергии, данные заносим в таблицу № 6.
Таблица №6 — Расчет стоимостиэлектроэнергиипотребители
потребность
в активной
энергии
тариф за кВт
в час актив.
энергии
плата за рас-
ходованную
энергию
заявленная
установлен.
мощность
тариф за
1кВт/ч заявл.
мощности
плата за заяв.
установлен.
мощность Всего затрачено 1 2 3 4 5 6 7 8 Электродви-гатель АК
2692708 кВт
2,7 тенге
7270311,6
тенге
750
кВт/ч.
275
тенге
206250
тенге
7476561,6 тенге
Обоснова-
ние По расчету
графа 2 х
графу 3
данные
таблицы №2
графа 5 х
графу 6 графа 4 + графу 7
Рассчитываем себестоимость однойтонны поднимаемого груза в клети. Данные сводим в таблицу № 7.
Таблица №7 — Калькуляциясебестоимости 1тонны грузаСтатьи затрат Обоснование Затраты, тыс. тенге
на весь
объем
на един.
объема
Основные затраты:
Электроэнергия
Основная зарплата рабочих
Дополнительная зарплата рабочих
таблица № 6
таблица № 4
таблица № 4
7476,562
5130,1
806,69
0,023
0,016
0,002 Итого
13413,35
0,042
Накладные расходы:
Заработная плата ИТР
Премия ИТР
Отчисления на соц. страхов. ИТР
Отчисления на социальное страхование рабочих
Амортизация зданий
Затраты на ремонт зданий
Затраты на содержание зданий
Затраты по охране труда
Амортизация оборудования
таблица № 5
таблица № 5
таблица № 5
таблица № 4
таблица № 2
3,5% от стоимости
1% от стоимости
10% от граф.10 таб.4
таблица № 2
2507,24
827,986
526,52
1246,7
70,32
82,04
23,44
513,01
228,16
0,008
0,002
0,001
0,004
0,0002
0,0002
0,00007
0,0016
0,0007 Итого
6025,42
0,0187
Затраты на текущие ремонтные работы оборудования
Эксплуатация оборудования
Прочие расходы
5,5% от стоимости
1,5% от стоимости
3% от Σ3х предыдущих
356,92
97,34
20,47
0,001
0,0003
0,00006
Итого
474,73
0,0015
Всего
19913,5
0,062 4.4 Технико-экономические показатели попроектируемому руднику
Данные технико-экономическихпоказателей сводим в таблицу №8.
Таблица №8 — Технико-экономическиепоказатели
Обоснование
решения
Наименование
показателя
Единица
измерен.
Показатели
проекта
пункт 4.3 данного проекта
пункт 3.3
пункт 3.3
таблица № 4
таблица № 4
таблица № 7
таблица № 7
таблица № 3
таблица № 5
Производственная программа
Капитальные вложения
Удельные кап. вложения
Число рабочих дней в году
Средняя зарплата рабочих
Полная себестоимость (весь объем)
Себестоимость 1т руды
Численность рабочих
Численность ИТР
тонна
тыс. тен
тен/тон.
дни
тенге
тенге
тенге
человек
человек
322218
8833,47
27414
245
15460
19913500
61,8
32
5
5. Техника безопасности
5.1 Техника безопасности при эксплуатацииэлектромеханического оборудования подъемной установки, защитные средства
Для защиты обслуживающегоперсонала от поражения электрическим током, применяют различные средства защиты- резиновые перчатки, боты и коврики, используемые при включении (отключении)разъединителей и высоковольтных устройств, а также при выводе электродвигателяподъемной установки в ремонт. Около высоковольтного оборудования должнынаходится резиновые коврики в виде дорожек шириной не менее 750мм.Разъединители отключаются штангой из дерева длиной один метр, покрытойспециальным лаком. Для безопасности ремонтных работ в электрических цепяхнеобходимо отключать напряжение, убедиться в этом, проверив наличие напряженияиндикатором, наложить заземление и вывесить предупреждающий плакат: «Невключать — работают люди». Все электроустановки должны быть заземлены,ограждены и изолированы. Реверсоры устанавливаются на высоте 2 — 3 метра, чтобыпредотвратить случайное прикосновение к токоведущим частям, обслуживающегоперсонала. Высоковольтные распредустройства должны иметь сплошной защитныйкожух. Все ямы, отверстия в полах, переходы и мостики в здании подъемных машиндолжны быть ограждены перилами высотой не менее одного метра.5.2 Защитное заземление
Заземлению подлежатметаллические части электроустановок, нормально не находящихся под напряжением,но которые в случаи повреждения изоляции могут оказаться под напряжением:приводы электрической аппаратуры, вторичные обмотки измерительныхтрансформаторов, каркасы щитов управления и распределительных щитов,металлические и железобетонные конструкции, металлические корпуса кабельныхмуфт, металлические оболочки кабелей, стальные трубы электропроводок. Дляподключения заземления на оборудовании должен быть болт диаметром не менее 10мми подпись около него «Земля». Все соединения заземляющей сети должныбыть сварные или болтовые.
5.3 Противопожарное оборудование
В состав противопожарногооборудования башенного копра шахты «Вентиляционная» входятогнетушители (ОХВП — 10м и ОУ — 2). На нулевой отметке установлен ящик спротивопожарным инвентарем: топоры, гвозди, пилы, ломы, лопаты. На отметках 0;+8,40; +18,00; +22,80 имеются пожарные гидранты, которые снабжаются водой изкамеры пожаротушения, расположенной на нулевой отметке. В камере пожаротушенияустановлены два, три насоса 4К — 6 производительностью 135 м3/ч, снапором 98 метров. Возле гидрантов находятся пожарные рукава с брансбойтами.5.4 Организационно-технические мероприятия
Организационными мероприятиямипо обеспечению безопасности работы являются:
выдача нарядов и распоряжений:
выдача разрешений на подготовкурабочих мест и допуск;
допуск;
надзор во время работы;
перевод на другое рабочее место;
перерыв в работе и ее окончание.
Техническими мероприятиями пообеспечению безопасности работ являются:
производство отключений;
вывешивание предупредительныхплакатов, ограждение рабочего места;
проверка отсутствия напряжения;
наложение заземлении.
6. Заключение
Подъемная установкапредназначена для транспортировки по стволу шахты людей, полезных ископаемых,различных грузов. Она является самым важным и ответственным звеном в системеэлектромеханического хозяйства рудника. Подъемная установка является связующимзвеном между шахтами и непосредственно самим горным предприятием. Отбесперебойной работы подъема зависит нормальное функционирование всех остальныхсистем горного предприятия.
Подъемные установки современногообразца представляют собой сложные электромеханические комплексы, насыщенныебольшим количеством механического, пневматического, гидравлического иэлектрического оборудования, систем электропривода, аппаратуры контроля,защиты, управления и сигнализации.
За время работы над дипломнымпроектом на тему: «Электрооборудование и электроснабжение клетьевойподъемной установки Тишинского рудника», я научился собирать необходимыематериалы на самом предприятии, систематизировать их, выбирать основное.Закрепил навыки пользования справочной, учебной и технической литературой, какдля расчетов так и для собственного знания. Улучшил навыки черчения, оформлениядокументов, пользования стандартами, чтение электрических схем.
При работе над проектомпрактически, я закрепил знания, полученные на предметах: горная механика,электрооборудование, и электроснабжение горных предприятий, а также экономика.
Список используемой литературы
1. Беленький Л.С., Зарина В.А. «Правила техники безопасности приэксплуатации электроустановок»; Москва: Энергоиздат, 1982.
2. Вайнштейн Л.И. «Меры безопасности при эксплуатации электрохозяйствапотребителей»; Москва: Энергоатомиздат, 1984 г.
3. «Единые правила безопасности при разработке рудных, нерудных ирассыпных месторождений подземным способом»; Москва: Недра, 1977 г.
4. Заводин Л.Ф. «Шахтные подземные установки»; Москва: Недра 1960г.
5. Медведев Р.Д. «Электрооборудование электроснабжение горныхпредприятий»; Москва: Недра, 1988 г.
6. Петухов «Горная механика», Москва: Недра, 1978 г.
7. Песвианидзе А.В. «Выбор и расчет шахтных подземных установок»,Москва: Недра, 1963 г.
8. Правицкий Н.К. «Рудничные подъемные установки»
9. «Руководство по ревизии, наладке и испытанию шахтных подъемныхустановок», Москва: Недра, 1982 г.
10. Федоров М.М. «Шахтные подъемные установки», Москва: Недра,1979 г.
11. Хаджиков Р.Н. «Горная механика», Москва: Недра, 1982 г.
12. Хаджиков Р.Н. «Сборник примеров и задач по горной механике», Москва:Недра, 1989 г.
13. Правила устройства электроустановок, Москва: Энергоиздат, 1996 г. />