Расчет многоканатной подъемной установки рудной шахты

Расчет многоканатной подъемной установки рудной шахты

Содержание

Введение

. Горно-геологическая характеристика предприятия

.1 Общие сведения о горном предприятии

.2 Запасы шахтного поля

.3 Вскрытие рудного тела

.4 Система подготовки

.5 Система отработки

.6 Механизация производства

.7 Подъёмные установки

.8 Водоотлив

.9 Вентиляция

.10 Электроснабжение

. Проектные решения по модернизации подъёмной установки ствола №1

.1 Исходные данные к расчёту многоканатной подъёмной установки

.2 Расчёт и выбор ёмкости подъёмного сосуда

.3 Расчёт и выбор подъёмных и уравновешивающих канатов

.4 Расчёт и выбор основных размеров органа навивки

.5 Расположение подъёмной установки относительно ствола шахты

.6 Расчёт продолжительности подъёмной операции

.6.1 Расчёт продолжительности подъёмной операции

.6.2 Расчёт максимальной скорости подъёма

.7 Расчёт приведённой к окружности органа навивки массы движущихся частей подъёмной установки

.8 Расчёт диаграммы усилий

.9 Расчёт мощности приводного двигателя

.10 Расход электроэнергии и КПД подъёмной установки

.10.1 Расчёт мощности на валу двигателя и потребляемая двигателём из сети

.10.2 Мощность потребляемая из сети

.10.3 Затраты энергии на один подъём

.10.4 КПД подъёмной установки

.11 Технические решения по выбору системы автоматизации и контроля

. Монтаж и наладка многоканатной подъёмной установки

.1 Монтаж и проверка установки коренной части

.1.1 Сборка коренного вала

.1.2 Тормозная система

.1.3 Двигатель

.1.4 Предварительная обкатка машины без канатов

.1.5 Окончательная наладка и испытание машины после навески сосудов

.2 Наладка корпуса и вала

.3 Монтаж и наладка тормозных систем

. Электроснабжение и электрооборудование

.1 Краткая характеристика электроснабжения

.2 Анализ существующей схемы электроснабжения подъёмной установки

.3 Расчёт нагрузки участка

.4 Расчёт электрической сети

.4 Расчёт токов короткого замыкания

.5 Расчет распределительного устройства высокого напряжения

. Охрана труда

.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов при эксплуатации подъёмной установки

.2 Инженерно-технические мероприятия по охране труда

.2.1 Расчёт освещения

.3 Противопожарные мероприятия

. Экономическая часть

.1 Постановка задачи

.2 Расчёт капитальных вложений

.3 Расчёт амортизационных отчислений

.3 Расчёт фонда заработной платы

.4 Расчёт затрат по вспомогательным материалам и запасным частям

.5 Определение затрат на электроэнергию

Выводы

Список литературы

Введение

Подъемные установки предназначены для выдачи на поверхность полезного ископаемого, и получаемой при проходке горных выработок породы, быстрого и безопасного спуска и подъема людей, транспортирования крепежного леса, горно-шахтного оборудования и материалов. С помощью подъемной установки выполняется также осмотр и ремонт армирования и крепления ствола шахты.

На больших шахтах, как правило, две-три действующие подъемные установки, и каждая из них предназначена для определенных целей (выдачи полезного ископаемого, спуска-подъема людей, выдачи породы и т. Д.). От надежной, бесперебойной и продуктивной работы шахтного подъема зависит ритмичная работа всей шахты в целом, поэтому у подъемных установок (из всего комплекса электромеханического оборудования шахты) предъявляют особые требования по надежности и безопасности работы.

Подъемные машины являются самыми мощными из всего стационарного оборудования на шахте. Мощность электропривода подъемной машины достигает 1000 кВт, а в больших - 2000 кВт и выше. Электропривод подъемных установок потребляет до 40% всей электроэнергии, расходуемой шахтой.

Скорость движения подъемных сосудов в стволе достигает 15 - 20 м / сек.(54 - 72 км / ч), то есть близкой к скорости движения железнодорожных составов. Так как такая скорость развивается на коротких расстояниях (равных длине шахтного ствола), подъемные машины должны иметь надежное управление и безотказно действующие тормозные устройства. В данном курсовом проекте рассматривается вопрос реконструкции скиповой подъёмной установки ствола №1 ЧАО «Запорожский ЖРК» в связи с углубкой центральной группы стволов и увеличением производительности комбината.

1. Горно-геологическая характеристика предприятия

1.1 Общие сведения о горном предприятии

геологический горный подъемный установка

Запорожский железорудный комбинат (ЧАО ЗЖРК) - одно из крупнейших предприятий горно-металлургической отрасли Украины.

Он построен на базе Южно-Белозерского месторождения богатых железных руд. Содержание железа в рудном массиве - от 48% до 69%.

На ЗЖРК добывается агломерационная и мартеновская руда. В общем объеме продукции порядка 95% составляет агломерационная руда, которая содержит до 62% железа, мартеновская руда содержит 54-58% железа.

Комбинат введен в эксплуатацию в 1970 году.

В составе предприятия 15 структурных подразделений:

шахты «Эксплуатационная» и «Проходческая»;

дробильно-сортировочная фабрика;

цеха: закладки выработанного пространства в шахте, железнодорожный, автотранспортный, ремонтно-механический, капитальных и текущих ремонтов, энергоцех, электроремонтный участок, участок подготовки производства, лаборатория автоматизации технологических процессов, жилищно-эксплуатационный участок, цех общественного питания и ведомственная военизированная охрана.

Центральная группа стволов («Грузовой № 1», «Грузовой № 2» и «Вспомогательный») пройдена до глубины 970 м, вентиляционные стволы «Южный» и «Северный» - до глубины 400 м, а «Дренажный-Вентиляционный» - до глубины 640 м. Очистные работы ведутся в этажах 301-340 м, 640-740 и 740-840 м, а горно-капитальные - в этаже 840-940 м.

1.2 Запасы шахтного поля

Отрабатываются с помощью этажно-камерной системы разработки подэтажной отбойкой руды и с последующим заполнением выработанного пространства твердеющей закладкой. Высота отрабатываемого этажа равна 100 м.

Из трех минеральных типов руд Южно-Белозерского месторождения преобладающее распространение получили дисперсно-гематитовые и мартитовые руды.

Среднее содержание железа в массиве в среднем 62%. Наличие в руде кремнезема не превышает 10% и наблюдается незначительное количество вредных примесей серы, фосфора и глинозема.

Горизонтальная мощность залежи «Главная» изменяется от 230 м на юге до 80 - на севере.

Угол падения залежи увеличивается с юга на север, с 60 до 850. Рудная площадь южного фланга на глубине - 253 м равна 95 тыс. м2, которая сокращается на 5 тыс. м2 с погружением на каждые 100 м. На северном фланге степень оруденения значительно меньше, чем на южном, но с глубиной она возрастет. Это дает возможность компенсировать убывающие мощности южного фланга с увеличением глубины разработки.

Так запасы руды в этаже 740-840 м уже составляют 30,1 млн. т, а общие разведанные запасы руды - порядка 300 млн. т.

Производственная мощность составляет 4,5 млн. тонн в год. Своевременный ввод в эксплуатацию этажей 640-740м и 740-840м с запасами руды по 30 млн. тонн каждого позволил обеспечить дальнейший рост производства

1.3 Вскрытие рудного тела

Южно-Белозёрское месторождение, на базе которого построен Запорожский железорудный комбинат, вскрыто вертикальными стволами и этажными квершлагами горизонтов 340, 400, 480, 560, 640, 740, 840, 940 м.

Вентиляционный горизонт 340м вскрыт уклоном, пройденным горизонта 480м под углом 260. Высота этажа принята 100м.

Нижние горизонты вскрыты углубкой центральной группы стволов с помощью слепого углубочного ствола, центрального слепого ствола, а также Северного и Южного вентиляционных стволов.

Уклон с гор. 740 м на гор. 640 м пройден под углом не более 80 и служит для доставки самоходной техникой оборудования, материалов,.

Таблица 1.1 - Характеристики стволов вскрывающих шахтное поле

№Наименование стволаДиаметрГлубина ствола, мКреплениеПройденУглубленВсего1Грузовой ствол №179402161156тюбинг2Грузовой ствол №27940940бетон3Вспомогательный ствол794021611564Северный вент. ствол64374375Южный вент. ствол6435435бетон6Дренажный ствол69608010407Центр. Слепой ствол6,53903707608Слепой углубочный ствол5,42812819Южный слепой вент.ствол5,526426410Северный слепой вент.ств5,526726711Слепой вент.ствол в/б5,5281281

Грузовой №1, Грузовой №2 и Вспомогательный стволы пройдены в лежачем боку месторождения на расстоянии 1км от рудной залежи.

Грузовой ствол №1 оборудован тремя 25-тонными скипами, два из которых служат для выдачи мартеновской руды, а один для выдачи породы.

Грузовой ствол №2 оборудован двумя 25-ти тонными скипами для выдачи доменной руды и одной клетью с противовесом, служащей для спуска материалов, вспомогательных операций, спуска-подъёма людей.

Вспомогательный ствол оборудован двухэтажной клетью для спуска-подьёма людей, оборудования, выдачи мокрой руды в вагонетках.

Дренажный ствол пройден напротив центра залежи в висячем боку месторождения.

ЦСС служит для вскрытия гор. 560м, 640м и 740м, а также подэтажных горизонтов 518м, 548м, 580м, 605м, 665м, 715м. ЦСС оборудован 2-х барабанной подъемной машиной с двумя клетями и служит для спуска людей и материалов, (клеть типа 1КП4,5х1, подъёмная машина типа П-4х2,3) на гор. 560м, 640м, а также на 518м, 548м, 580м, 605м, 665м, 715м.

Южный месторождения у флангов залежи. Стволы оборудованы клетью с противовесом и служат для выдачи отработанной струи воздуха, а также могут служить для спуска материалов и оборудования, и как запасные выхода. Южный вентиляционный ствол оборудован одноконцевой подъёмной установкой типа Ц 1,6х1,2 и служит для проветривания южного крыла месторождения (исходящая струя). Северный вентиляционный ствол оборудован такой же подъёмной установкой, что и ЮВС и служит для проветривания северного крыла месторождения (исходящая струя).

Людской уклон предназначен для подъёма людей на горизонты 340-480м. Угол наклона 260. Оборудован одноконцевой установкой типа БМ 3000/2030. Тип людской вагонетки ВЛ-30/15.и Северный вентиляционные стволы пройдены в лежачем боку.

1.4 Система подготовки

Подготовка запасов в пределах этажа принята полевая ортовая с кольцевой схемой откатки.

Транспортировка руды осуществляется с помощью контактных электровозов К-14 и вагонеток ВГ-4 или ВГ-10.

Проведение горизонтальных подготовительных выработок осуществляется буровзрывным способом. В состав проходческого комплекса входят самоходные буровые установки отечественного производства УБШ-207 (СБКНС-2М), погрузочные машины ППН-3А, ПТ-4 и вентилятор ВМ-5М. С 1993 г. для проведения горизонтальных выработок применяют импортное проходческое оборудование: самоходные буровые установки Bommer Н-251, Bommer Н-252 и погрузочно-доставочные машины типа PNE-1700, PNE-2500. Вертикальные выработки проводятся с помощью проходческого комбайна Robbins 72RN, а также в основном методом секционного взрывания скважин.

.5 Система отработки

Запасы шахтного поля отрабатываются с помощью этажно-камерной системы разработки подэтажной отбойкой руды и с последующим заполнением выработанного пространства твердеющей закладкой.

Очистные работы состоят из трех этапов:

подсечка запасов камеры (с помощью разворота воронок);

отрезка камеры (образование вертикальной отрезной щели);

выемка запасов камеры.

Отрезной восстающий располагают как по центру камеры, так и на флангах. Руду отбивают веерными скважинами, буримых станками пневмоударного бурения. Толщина отбиваемого слоя 3-5 м. Бурение и выпуск руды независимый, поэтому часть руды временно магазинируется в нижней части камеры. Междукамерный и междуэтажный целики разбуривают веерными или пучковыми комплектами скважин во время отработки камеры. Перед массовым обрушением междукамерный целик подсекают, а взрывание целиков ведут в той же последовательности, что и при системах с подэтажной отбойкой.

Таблица 1.2 - Характеристики проветриваемых горизонтов

№Наименование показателейЕденица измерен.Данные1Длина шахтного полям14002Высота этажам1003Кол-во отрабатываемых залежейзалеж.44Средний угол паденияградус725Средняя мощность залежейм856Проветриваемые горизонты:эксплуатационныем330, 640, 740, 840дорабатываемыем480, 518, 548, 560, 580, 605вентиляционныем325, 465, 575, 635, 735, 835подготовительныем740, 840, 9407Количество стволов:воздухоподающихствол4воздуховыдающихствол39Способ проветривания шахтыВсасывающий10Схема вентиляции шахтыФланговая11Число рабочих дней ГВУ в годудень36512Система разработки - этажно-камерная с отбойкой руды веерами глубоких скважин с закладкой выработанного пространства твердеющей смесью

1.6 Механизация производства

На поверхности, комбинатом используется:

автомобильный;

железнодорожный;

конвейерный транспорт.

В автотранспортном цеху (АТЦ) комбината эксплуатируется 31 единица машин типа «Белаз», «Камаз», «Краз»; 10 единиц бульдозеров и более 48 единиц легкового, автобусного и другого вспомогательного транспорта.

В подземных условиях применяется кольцевая электровозная откатка. Транспортировка горной массы, материалов, оборудования и людей производится контактными электровозами по железнодорожной колее шириной 750мм с рельсами Р-33 и Р-54. Контактные электровозы типа КР со сцепным весом 10 и 14 тонн. На вывозе руды по гор. 640м используются сдвоенные электровозы КР-14 с управлением одним машинистом, переоборудованные в ремонтно-механическом цехе комбината.

Для откатки горной массы используются глухие вагонетки типа ВГ, грузоподъемность 10 тонн и 30 тонн, а также вагоны с боковой разгрузкой типа УВБ. Составы формируются в зависимости от сцепного веса электровоза и грузоподъемности вагонов. Для перевозки людей в шахте используются переоборудованные для этих целей глухие вагонетки ВГ-9. Материалы перевозятся в специальных грузовых вагонетках, платформах, «козах».

Отбитая взрывом руда из камер и горная масса из забоев выпускается через дучки с помощью виброустановок ВВДР-5 (ПШВ-6), установленных в днищах камер или перепускных восстающих на откаточных горизонтах, а также погрузочными машинами из проходческих забоев, грузится непосредственно в вагоны ВГ-4,5 (ВГ-9) и электровозами К-14 доставляется к дробильно-дозаторным комплексам (ДДК) у Центральной группы стволов.

При проходке подготовительных выработок для откатки горной массы применяются электровозы К-10, К-14 и глухие вагонетки ВГ-4,5 УВГ-4, а также вагоны ВПК-7, ВПК-10 ёмкостью 7 и 10 м3.

Проведение горизонтальных подготовительных выработок осуществляется буровзрывным способом.

В состав проходческого комплекса входят самоходные буровые установки отечественного производства УБШ-207 (СБКНС-2М), погрузочные машины ППН-3А, ПТ-4 и вентилятор ВМ-5М.

С 1993 г. для проведения горизонтальных выработок применяют импортное проходческое оборудование: самоходные буровые установки Bommer Н-251, Bommer Н-252 и погрузочно-доставочные машины типа PNE-1700, PNE-2500. Вертикальные выработки проводятся с помощью проходческого комбайна Robbins 72RN, а также в основном методом секционного взрывания скважин.

При проходке самоходным транспортом используются погрузочно-транспортные машины ПНЕ - 2500, TORO - 400.

Доставка людей от стволов к участкам работи на откаточных выработках расстоянием больше 1 км проводиться в людских вагонетках ВЛ-18, на промежуточных горизонтах - касетными машинами типа Multimek-6600.

Управление электровозной откаткой проводится световой сигнализацией и оператором СЦБ на обр. 480, 640, 740, 840 м.

1.7 Подъёмные установки

В настоящее время Южно-Белозерское месторождение вскрыто шестью вертикальными стволами, оборудованными подъемными установками. Каждый ствол центральной группы оборудован подъёмными машинами типа БЦК-8/5х2,7 с бицилиндроконическим барабаном диаметром 8 и 5 метров, шириной большего барабана 2,7 м. Электродвигатели на подъёмных машинах ПБК-380/125 мощностью 3300 кВт, ПБК-380/90-2000 кВт, ПБК-380/65-1300 кВт установлены в зависемоти от грузоподъёмности машины.

Центральная группа стволов:

Грузовой ствол №1 оснащен:

двухскиповой подъемной установкой для выдачи руды 2СМ II-I (25т);

односкиповой с противовесом подъемной установкой для выдачи породы(20т).

Грузовой ствол №2 оснащен:

двухскиповой подъемной установкой для выдачи руды 2СМ II-I (25т);

одноклетевой (2-х этажной) с противовесом (ПГС) подъемной установкой для спуска-подъема людей (60ч) и выполнения вспомогательных операций.

Вспомогательный ствол оснащен:

одноклетевой с противовесом (ПГС) подъемной установкой для спуска- подъема людей и выполнения вспомогательных операций.

одноконцевой бадъевой подъемной установкой (БПС-3) для выдачи породы.

В начальный период эксплуатации был оснащен как одноклетевой с противовесом для спуска - подъема людей и выполнения вспомогательных операций.

Диаметр подъемных канатов на этих стволах 63 мм, диаметр направляющих шкивов на копрах 6м.

Над Грузовыми стволами №1и №2 сооружены четырехстоечные копры высотой 75м, над Вспомогательным стволом такой же копер высотой 54,5 м.

Южный и Северный вентиляционные стволы оборудованы одноэтажными одно-клетьевыми подъемами с многоканатными подъемными машинами МК 2,1x4, установленные на башенных копрах.

Промплощадка Южного вентиляционного ствола (ЮВС).

Вентиляционный ствол оснащен одоклетевой с противовесом многоканатной подъемной установкой для спуска-подъема персонала, обслуживающего водоотливные установки гор. - 400 м и выполнения разовых операций по спуску-подъему оборудования и материалов при выполнении ремонтных работ;

Промплощадка Северного вентиляционного ствола (СВС).

Вентиляционный ствол оснащен одноклетевой с противовесом многоканатной подъемной установкой для спуска-подъема персонала, обслуживающего водоотливные установки гор. - 400 м и выполнения разовых операций по спуску-подъему оборудования и материалов при выполнении ремонтных работ;

Промплощадка дренажного ствола

одноклетевой грузовой подъемной установкой (одноконцевой режим), выполняющей функции аварийного подъема.

Переверзевское месторождение в настоящее время вскрыто одним вертикальным стволом (СВС-2).

Кроме вышеперечисленных стволов, выходящих на поверхность, на Южно-Белозерском месторождении эксплуатируется пять слепых стволов, которые оборудованы подземными подъемными установками (Центральный слепой ствол и вентиляционные слепые стволы, а также уклоны (людской и грузовой) оборудованы подъемными машинами типа - БМ, стволы с клетями, а уклон 480-325м людскими вагонетками.), а именно:

центральный слепой ствол, расположенный у рудного тела (ЦСС), оборудован 2-х клетевой подъемной установкой и предназначен для спуска- подъема людей, оборудования и материалов.

Южный (ЮВСС) и Северный (СВСС) вентиляционные слепые стволы расположены в районе соответственно ЮВС и СВС, оборудованы одноклетевыми подъемными установками для ведения монтажных и ремонтных работ коммуникаций, проложенных в стволе;

слепой ствол у склада ВМ оборудован одноклетевой подъемной установкой для выполнения операций по транспортировке ВВ по горизонтам и подэтажам;

Дренажный ствол оборудован подъемной машиной 2Ц 3,5x1,7 с одноэтажной клетью I НВ 3,6-8,5- 21.000., грузоподъемностью 8,5 тонн.

1.8 Водоотлив

На ЧАО ЗЖРК вода из шахты откачивается тремя водоотливными станциями: - водоотливная станция ЦГС гор. 480, 840 м; - водоотливная станция СВС гор. 400 м; - водоотливная станция ЮВС гор. 400 м. На гор. 400 м - в около ствольных дворах СВС и ЮВС есть две водоотливных установки, оборудовании каждая 10-ю насосами ЦНС-300/600 (двигатель АВ4А4, Р-800кВт, U-6кВ), которые расположены в камере на высоте 0,5 м выше уровня рудотвора и тремя водосборниками диаметром 400 мм для видкачки воды на поверхность.

Возможная производительность каждой установки составляет 2100 м3/год. По данным условиям эти установки перекачивают суммарный прилив воды в объеме 1150м3/год., что состоит из 300 м3/год. приливу из гор. 340 и 400 м и 850 м3/год. приливу, что перекачивается водоотливной установкой из гор. 640 м на гор. 400 м.

На гор. 480 м - в около ствольному и ЦСС оборудована такая же водоотливная установка, как и на обр. 400 м, видкачиваюча на поверхность из гор. 480 м собственный водоприлив в объеме 250 м3/год. и водоприлив, который поступает из гор. 840 м в объеме 650 м3/год.

Возможная производительность ее также составляет 2100 м3/год. На гор. 640 м - в районе ЦГС смонтирована водоотливная установка, которая оборудована 7 насосами ЦНС-300/600 (двигатель А12А4 Р-400кВт, U-6кВ) и 1 насосом НСШ 500/360 (двигатель АВ Р-800кВт, U-6кВ).

На гор. 840 м - смонтирована водоотливная установка, которая оборудована 3-мя насосными агрегатами НСШ 500/910 (двигатель ВАОУ Р-2000кВт, U-6кВ) и 4 насосами ЦНС-300/600 (двигатель ВАО Р-800кВт, U-6кВ), что выдает воду из гор. 640, 740 м по трем прудам на поверхность и по одному пруду на гор. 480 м.

На гор. 940 м - откачка воды производится станциями вспомогательного водоотлива, рассчитанными на прилив до 200-250 м3/год.

Станция оборудована тремя насосами типа НСШ 320/216, что перекачивают воду на гор. 840 м, на котором смонтированы главные водоотливные установки.

Зумпфу водоотливные установки предусматриваются на всех стволах, независимо от его назначения, и оборудовании ерлифтами.

Максимальный прогнозируемый водоприток на ближайшие 15-20 лет по Южно-Билозёрскому месторождению составит: гор. 340 м - 100 м3/год., гор. 480 м - 250 м3/год., гор. 560 м - 200 м3/год., гор. 640 м - 400 м3/год., гор. 740 м - 300 м3/год., гор. 840 м - 750 м3/год., гор. 940 м - 200 м3/год.

В сумме около - 2400 м3/год.

На случай резкого увеличения водопритока в шахте есть достаточные средства водоотлива для откачки шахтных вод. На это время из шахты на поверхность откачивается до 2000 м3/год., при рабочий производительности насосных станций будет составлять 6000 м3/год.

Отработанная в технологии от жизнедеятельности персонала комбината вода поступает на очистительные сооружения для механической и биологической очистки. Очищенная вода отводится в Утлюкский лиман Азовского моря.

.9 Вентиляция

Принято фланговое проветривания шахты, которое осуществляется за счёт вентиляционных установок, расположенных на СВС, ЮВС, ДВС.

На ДВС установлен вентилятор ВЦД-3,2м, на СВС два вентилятора ВЦД-3,3 (один в резерве), на ЮВС - аналогично СВС.

Управление вентиляторами дистанционно с пульта управления диспетчера шахты. При возникновении аварии предусматривается реверс вентиляционной струи вентиляционными установками СВС и ЮВС. Реверс производится переключением ляд в обводных накалах вентиляторных установок.

Способ проветривания шахты всасывающий. Подача свежего воздуха на проветривание горных работ осуществляется по стволам шахты: Вспомогательному, Грузовому №1, Грузовому №2, ДВС. Загрязненный воздух выдается по СВС, ЮВС, пройденным до гор. 400 м.

Из-за сложных гидрогеологических условий по шахте принято ведение очистных работ снизу вверх.

Повышенная температура рудного тела, вмещающих пород и твердеющей закладки нагревают воздух в забоях до 240 С, что требует интенсивного обмена воздуха на рабочих местах и увеличения подачи воздуха в шахту.

Нарезные и подготовительные забои проветриваются вентиляторами местного проветривания СВМ-5 м, СВМ-6м и ВМП при помощи вентиляционных труб 500, 600 мм. Проветривания очистных блоков осуществляется за счёт общешахтной депрессии.

В связи с тем, что месторождение разрабатывается этажно-камерной системы с твердеющей закладкой выработанного пространства, полностью исключаются утечки воздуха через зону обрушения.

Проветривание глубоких горизонтов происходит по следующей схеме: свежий воздух по центральной группе стволов ЦГС поступает на гор.740м и по квершлагам идет к рудному телу, далее в горные выработки, откуда по вентиляционным восстающим (исходящая струя) поднимается на горизонт 640 м, 480 м, 400 м, и по вентиляционным стволам выходит на поверхность.

.10 Электроснабжение

Электрофикация осуществлена по двум воздушным линиям электропередач от двух электростанций, Запорожской атомной электра станции (ЗАЭС) и Запорожской гидроэлектростанции (ЗГЭС), напряжением 154 кВ. Воздушные линии электропередач подают напряжение на ГПП ЗЖРК, где напряжение понижается с 154 кВ до 35 кВ и 6 кВ.

Наземное электроснабжение:

С подстанции ЗЖРК пониженное напряжение с 154 кВ до 35 кВ, по воздушной линии электропередач подается на поверхностные подстанции: южного вентиляционного ствола (ЮВС), северного вентиляционного ствола (СВС), дренажного вентиляционного ствола (ДВС), Закладочного цеха.

На подстанции ЮВС, СВС, ДВС, Закладочного цеха напряжение понижается с 35 кВ до 6 кВ через трансформаторы ТМ-6300 35/6 кВ. По шинам и кабелям напряжение 6 кВ подается на потребители высокого напряжения и в ТП. В ТП напряжение понижается с 6 кВ до 0,4 кВ и в РП распределяется по потребителях низкого напряжения.

Подземное электроснабжение шахты осуществляется по кабелям через: Центральную группу стволов (ЦТС), ЮВС, СВС, ДВС. По кабелям, подвешенных в стволах, пониженное напряжение, с 35 кВ до 6 кВ, подаются на ЦПП горизонтов, на центральной понизительной подстанции напряжение понижается с 6 кВ до 0,4 кВ и по кабелям распределяется на ЦРП. На центральной распределительной подстанции напряжение 0,4 кВ распределяется по УПП. На Участковых Понизительных Подстанциях напряжение распределяется по потребителям участков.

Вывод: Запорожский железорудный комбинат (ЧАО ЗЖРК) - одно из крупнейших предприятий горно-металлургической отрасли Украины.

Общие разведанные запасы руды - порядка 300 млн. т.

Производственная мощность составляет 4,5 млн. тонн в год. Своевременный ввод в эксплуатацию этажей 940-1140 с запасами руды по 30 млн. тонн каждого позволит обеспечить дальнейший рост производства, в связи с этим, есть необходимость модернизация подъёмной установки типа БЦК на более производительную и обеспечивающую подъём руды с глубины до 2000 м многоканатную подъёмную установку.

2. Проектные решения по модернизации подъёмной установки ствола №1

Постановка задачи: Подъёмный комплекс шахты ЧАО ЗЖРК оборудован шестью подъёмными машинами типа БЦК-8/5х2.7 которые находятся в эксплуатации с 1961 г., есть необходимость замены на наиболее прогрессивные многоканатные подъемные машины, которые имеют ряд существенных преимуществ по сравнению с одноканатными: меньший диаметр подъёмных канатов и канатоведущего шкива, большая безопасность работы, компактность и малые размеры, возможность подъёма больших грузов (до 60 т) с глубины до 1500-2000 м и др., благодаря чему широко распространены в угольной и рудной промышленности всего мира.

2.1 Исходные данные к расчёту многоканатной подъёмной установки

Годовая производительность

Глубина шахты

2.2 Расчёт и выбор ёмкости подъёмного сосуда

Рассчитываю часовую производительность:

(2.1)

где: С = 1.15 - коэффициент неравномерной загрузки скипа, для подъёмных сосудов рудной промышленности ;=305 -расчётно количество рабочих дней подъёмной установки в год;=18 часов - продолжительность работы подъёмной установки в сутки;

Высота подъёма:

(2.2)

где - уровень приёмного бункера для многоканатного подъёма;

- высота загрузки скипа ниже околоствольного двора;

- высота рамы над уровнем приёмного бункера в момент разгрузки скипа с донной разгрузкой.

Расчитываю рациональную грузоподъёмность скипа для многоканатного подъёма:

(2.3)

Выбираю скип с ближайшей грузоподъёмностью: СНМ-19 По [2] стр.29 (табл. 12) у которого:

к г - грузоподъёмность;

к г - масса скипа;

с - время загрузки.

2.3 Расчёт и выбор подъёмных и уравновешивающих канатов

Суммарна масса груза:

(2.4)

Ориентируясь на 4-х канатную подъёмную установку, расчётное разрывное усилие одного каната:

(2.5)

где - коэффициент запаса прочности каната (без учёта массы каната);

g = 9.8 - ускорение свободного падения.

Принимаю по [2] стр.22 (табл.4) 4 круглопрядных каната:=1410 кН

;

временное сопротивление разрыву проволок каната - ;

Максимальная длина каната:

(2.6)

Высота копра:

(2.7)

где - высота приёмного бункера;

- высота скипа;

- превышение скипа над приёмным бункером;

- высота переподъёма.

Выбранный канат проверяю на фактический запас прочности с учётом его собственной массы:

(2.8)

- минимально допустимое значение коэффициента запаса прочности каната по ПБ для скипового подъёма.

2.4 Расчёт и выбор основных размеров органа навивки

Расчёт диаметра барабана многоканатной машины:

(2.9)

Из каталога выбираем многоканатную подъёмную машину с безредукторным приводом и наземным расположением МПМН 5х4 по [3]

Максимальное статическое натяжение нагруженной ветви:

(2.10)

Максимальное неуравновешенное статическое усилие:

(2.11)

Кроме проверки на допустимую нагрузку, дополнительно проверяется удельное давление на футеровку:

(2.12)

(2.13)

(2.14)

Проверка на допустимое значение против проскальзывания каната:

Принимаю: - ускорения; б=3.14 - угол обхватата;

f=0.25 - коэффициент трения.

Для подъёма:

(2.15)

Для спуска:

=(2.16)

Масса движущихся элементов набегающей ветви:

=25000+31500+4*7,151*1210+4*7,151*70*643.48=93770 кг(2.17)

Масса движущихся элементов сбегающей ветви:

=25000+2*7,151*1210+4*7,151*70*643.48=67090 кг(2.18)

Проверка подъёмной установки на отсутствие проскальзывания каната в статическом режиме:

(2.19)

2.5 Расположение подъёмной установки относительно ствола шахты

Схема расположения подъёмной установки относительно ствола шахты определяется такими основными параметрами:

а) Расстоянием от оси каната до оси подъёмной машины

(2.20)

Рациональное значение этого размера в приделах:

Lб принимаю равным 50 м

б) Длина струны каната расчитывается по формуле:

(2.21)

где С - превышение оси машыны на нулевой отметкой ствола (0.8...1м);

.6 Расчёт продолжительности подъёмной операции

.6.1 Расчёт продолжительности подъёмной операции

Количество поъёмов в час:

(2.22)

Продолжительность одного цикла подъёма:

(2.23)

Продолжительность движения подъёмного сосуда:

(2.24)

;

.6.2 Расчёт максимальной скорости подъёма

Принимаю

Скорость схода порожнего скипа с разгрузочных кривых:

(2.25)

Условие выполняется.

Скорость входа гружёного скипа в разгрузочные кривые:

(2.26)

Условие выполняется.

Для расчёта максимальной скорости движения, фактическая пятипериодная диаграмма скорости, заменяется условно трёхпериодной

Максимальная скорость условной трёхпериодной диаграммы:

(2.27)

(2.28)

(2.29)

(2.30)

Модуль скорости:

Согласно раньше принятым ускорениям

(2.31)

Высота подъёма условной диаграммы:

(2.32)

Средняя скорость условной диаграммы:

(2.33)

Максимальная скорость за фактической пятипериодной диаграммой:

(2.34)

Число оборотов двигателя, которые соответствуют расчётному значению максимальной скорости подъёма:

Так как выбираем безредукторную подъёмную машину, то передаточное число принимаем і=1

(2.35)

Для выбора двигателя расчитываю ориентировочную мощность двигателя:

(2.36)

где k=1,15 - коэффициент, что учитывает вредное сопротивление движению скипа;

с - коэффициент, что учитывает динамический режим работы приводного двигателя (для скиповых установок 1.4)

Выбираем двигатель П26-105-7К по [2] стр.29 (табл. 12)

Мощность: 4000 кВт

Напряжение: 750 В

Частота вращения: 40 об/мин

КПД: 92,2 %

Маховый момент ротора: 4070 кН/

Фактическая максимальная скорость подъёма:

(2.37)

Продолжительность и величина пути ускоренного движения порожнего скипа вне разгрузочных кривых:

(2.38)

(2.39)

Время и путь замедленного движения гружёного скипа перед разгрузочными кривыми:

(2.40)

(2.41)

Время и путь равномерного движения:

(2.42)

(2.43)

Фактическая продолжительность движения подъёмных сосудов:

(2.44)

Условие выполняется

Фактический коэффициент резерва производительности подъёмной установки:

(2.45)

2.7 Расчёт приведённой к окружности органа навивки массы движущихся частей подъёмной установки

Так как по проекту выбрана многоканатная подъёмная установка, необходимо уравновесить хвостовым канатом, масса 1м которого соответствует массе двух головных канатов, а именно: круглопрядные канаты у которых q=13,75 кг/м и каждый.

Приведённая к окружности органа навивки маса движущихся элементов подъёмной установки:

(2.46)

Масса элементов подъёмной установки, что совершают поступательное движение:

(2.47)

Длина одной ветви головного каната:

(2.48)

(2.49)

Масса элементов подъёмной установки, что совершают вращающее движение:

(2.50)

- отнесённые к органу навивки массы соответственно: барабана многоканатной машины, направляющего шкива и ротора электродвигателя.

(2.51)

где GDмк,нш,р - маховый момент соответственно: многоканатной машины, направляющего шкива, ротора электродвигателя.

2.8 Расчёт диаграммы усилий

Расчёт диаграммы усилий на органе навивки проводится за уравнением академика М.М.Фёдорова:

(2.52)

Для начала ускоренного движения х=h0=2.2 м

Для ускоренного движения х=h0=2.2 м

Для ускоренного движения x=h0+h1=79.9 м

Для начала равномерного движения x=h0+h1=79.9 м

Для конца равномерного движения x=h0+h1+h2=1115 м

Для начала замедленного движения x=h0+h1+h2=1115 м

Для начала замедленного движения x=h0+h1+h2+h3=1208 м

Для конца движения x=h0+h1+h2+h3+h0=1210 м

По результатам расчётов строю диаграмму усилий.

2.9 Расчёт мощности приводного двигателя

Точный расчёт мощности приводного двигателя выполняется на основании диаграммы усилий и в такой последовательности:

Рассчитываем эквивалентное усилие:

(2.53)

Для пятипериодной диаграммы скорости числитель формулы суммируется с пяти членов и расчитывается таким образом:

(2.54)

Рассчитываем Те - эквивалентное время работы электродвигателя:

(2.55)

- коэффициент, который учитывает ухуджение условий охлаждения двигателя в период нестабильного движения и пауз;

Дальше принимаем

Рассчитываем эквивалентную мощность приводного двигателя:

(2.56)

В соответствии проведённых расчётов выбираем двигатель типа П26-86-7К По [2] стр.29 (табл. 12)

Номинальная мощность которого Pн = 3200 кВт,

Номинальное напряжение U = 600 B,

Номинальные обороты n = 40 об/мин,

КПД 91,5%,

Выбранный двигатель проверяем в условиях перегрузки при пуске:

(2.57)

По условиям перегрузки удовлетворяет.

где - максимальное усилие относительно к диаграмме движущих усилий;

Номинальное усилие выбранного двигателя:

(2.58)

2.10 Расход электроэнергии и КПД подъёмной установки

2.10.1 Расчёт мощности на валу двигателя и потребляемая двигателём из сети

Для расчёта затрат энергии на один подъём расчитывают мощность на валу двигателя и мощность, потребляемая двигателем из сети.

Мощность на валу двигателя и потребляемая двигателем из сети расчитывается на базе диаграмм скорости и движущих усилий, при помощи соответствующих формул:

(2.59)

.10.2 Мощность потребляемая из сети

- КПД двигателя.

(2.60)

2.10.3 Затраты энергии на один подъём

Фактические затраты энергии на один подъём являются основанием диаграммы мощности потребляемой из сети. Аналитически затраты энергии могут быть расчитаны с помощью такой формулы:

(2.61)

(2.62)

Удельные затраты энергии на одну тонну:

/ т(2.63)

Затраты энергии на один тонно-километр:

(2.64)

Полезные затраты энергии на один подъём:

(2.65)

2.10.4 КПД подъёмной установки

КПД подъёмной установки расчитывается как отношение полезной траты энергии на один подъём к фактическим затратам Wд

(2.66)

КПД подъёмной установки высокий 80,1%

2.11 Требование к автоматизации подъемных установок

Современные технологии автоматизации ориентированы на создание информационно-управляющих систем нового поколения, имеющих многоуровневую, распределенную сетевую структуру и построенных на основе системной интеграции высоконадежных унифицированных аппартно-программных средств. Широкие возможности таких систем позволяют достигать значительного уровня эффективности управления оборудованием, технологическими процессами и производством в целом. Реализуемые при этом информационные технологии не только обеспечивают регистрацию и визуализацию данных, но и в совокупности с управленческими возможностями создают условия для решения задач безопасности, которые являются особо важными для целого ряда отраслей.

Проблема повышения эффективности и безопасности работы шахтных подъемных установок (ШПУ) весьма актуальна для добывающей отрасли.

Условиями для её решения являются:

выполнение комплексной автоматизации;

сокращение эксплуатационных расходов благодаря высокому качеству и надежности используемых технических средств и резкому уменьшению их многообразия;

наличие возможности оптимизации технологического процесса, а также диагностирования состояния оборудования и, как следствие, переход к более технологичному способу его обслуживание по текущему состоянию, а не через установленные временные интервалы;

предоставление оперативному, обслуживающему и руководящему персоналу своевременной и достоверной информации о текущих режимах работы ШПУ, необходимый для принятия адекватных управленческих решений и правильного анализа ситуации.

Решение этих задач распадается на следующие составляющие:

неприрывный контроль всех параметров безопасности ШПУ;

повышение качества контроля параметров и оперативности срабатывания защит от недопустимых режимов работы;

повышение надежности работы ШПУ;

постоянный мониторинг ситуации и обеспечение условий для своевременного принятия предупредительных и защитных мер по обеспечению безопасной работы ШПУ;

регистрация, хранение и автоматизированное воспроизведение исторической информации о работе установке за требуемый интервал времени, разработка и реализации рациональных управленческих решений по результатам её анализа.

В соответствии с этими главными функциями системы управления и комплексной защиты ШПУ являются контроль движения, защита от недопустимых режимов работы, выдача путевых команд, регистрация текущих данных, визуализация текущей и накопленной информации о режимах работы и параметрах ШПУ.В связи с особой технологической важностью ШПУ в шахтном производстве, большими размерами ущерба от аварий, а также высоким уровнем требований к безопасности подъема людей для управления такими установками допустимо применение лишь автоматизированных систем, предусматривающих обязательное участие человека. По мере совершенствования систем автоматизации ШПУ объем функций, выполняемых человеком, неуклонно уменьшается, и в настоящее время за ним остались функции, трудноподдающиеся автоматизации, либо более надежно выполняемые человеком в штатной и особенно в нештатной ситуации, а также функции общего контроля ситуации и принятия, экстренных мер.

Выбор технических средств отбора информации о состоянии оборудования ШПУ и ее параметрах, кроме скорости движения подъемного сосуда, сводятся к достаточно тривиальной инженерной задаче, выполняемой по критериям назначения, работоспособности в реальных условиях эксплуатации, точности контроля и соответствия диапазона контроля условию обеспечения универсальности системы.

Определяются такие важные для ШПУ параметры, как пройденный путь (положение сосуда в стволе), пробуксовка шкива, проскальзывание каната и направление движения подъемного сосуда, к которым предъявляются достаточно жесткие требования по точности и разрешению. Кроме того, от характеристик применяемого в системе датчика скорости движения сосуда существенно зависит от быстродействия системы по защите от превышения заданной скорости. Развитые коммуникационные и функциональные возможности, высокий уровень точности и надежности работы предопределили целесообразность применения поворотных шифраторов приращений в качестве датчиков скорости движения подъемного сосуда ШПУ. Для выполнения требования условия обеспечения универсальности системы по отношению к ряду ШПУ с диаметрами барабана или шкива трения до 5 м в ней должны применяться поворотные шифраторы приращений, имеющие не менее 3500-4000 импульсов на один оборот вала.

Всем перечисленным требованиям в полной мере отвечают поворотные шифраторы ряда серий фирмы Pepperl-Fuchs. Учитывая также высокую надежность продукции данной фирмы, в системе были применены поворотные шифраторы приращений именно её производства: Series 10-11631-A- 5000.

Система контроля параметров подъемной установки (АСК ПУ), предназначена для повышения безопасности эксплуатации шахтных подъемных установок путем постоянного контроля цепи защит подъемной установки и определение причин срабатывания предохранительного тормоза и неисправностей в цепи ТП при «Зарядке» машины, а так же записи и последующего воспроизведения информации о режиме работы подъемной установки. Система обеспечивает постоянный учет количества поднятой руды. Система обеспечивает создание сменных отчетов о режимах (результатах) работы.

Состав системы:

1. Компьютер в промышленном исполнении с процессором Pentium IV, с дополнительно установленным оборудованием.
2. Источника бесперебойного питания АРС 1000.
3. Пульта машиниста:
4. датчики давления АИР20-160;
5. блоки питания =24В;
6. блоки преобразования ток/напряжение в напряжение 0-10В;
7. Контроллер:
8. Модули цифрового ввода;
9. Модули интерфейса;
10. Модули релейного выхода;
11. Источники питания;
12. Плата защит (опторазвязки);
13. Входные клеммники.
14. Датчики угла поворота вала (энкодеры).
15. Микропроцессорное устройство сбора и обработки информации (счетчик скипов).
16. Программного обеспечения Trace Mode 5:

- Монитор реального времени на 512 точек в/в - основная исполнительная программа

Сервер документирования локальный - программа подготовки и сохранения отчетов - сменных ведомостей.

Глобальный регистратор - регистратор событий с функцией PlayBack

Системой контролируются следующие основные параметры подъемной установки:

ток двигателя, ток возбуждения двигателя, ток возбуждения генератора, скорость вращения вала двигателя (напряжение тахогенератора);

в системе предохранительного торможения: причина срабатывания, состояние контактов цепи ТП;

в системе автоматического управления: режимы работы подъемной установки, пуск машины, стопорение скипов, положение скипов в зонах загрузки;

электронный указатель глубины (с модернизированным датчиком оборотов вала подъемного двигателя).

Программное обеспечение АСК ПУ после обработки информации обеспечивает выполнение следующих функций:

. контроль исправности:

маслосистемы;

пневмосистемы тормозов;

тиристорного возбудителя подъемного двигателя;

тиристорного возбудителя генератора;

системы контроля изоляции цепей управления;

Система осуществляет регистрацию всех срабатываний предохранительного тормоза, включая информацию о дате и текущем времени срабатывания тормоза, причины срабатывания.

Программное обеспечение осуществляет постоянный контроль над работой подъемной установки во всех режимах работы. Вид экрана монитора зависит от режима работы машины.

В левой части экрана отображается положение скипов в стволе и состояние датчиков прихода скипов на отметки загрузки и разгрузки. Положение каждого скипа отображается разным цветом (левый - зеленым, правый - синим).

Правая часть экрана разбита на четыре участка. В верхней части в центре выведены текущее значение тока якорной цепи двигателя, тока возбуждения двигателя и скорости подъема. Справа внизу находится графический экран, на котором выводятся графики текущего процесса. В нижней части в центре - приведены данные по количеству выданной руды по графику, установленному на руднике, продолжительность подъема, время паузы и производительность подъемной установки.

Справа вверху кнопки вывода информации из архивов, состояния цепи ТП и просмотра текущих значений параметров.

Кнопка Состояние цепи ТП предназначена для вывода экрана с данными о положении контактов цепи ТП.

Красным цветом отмечены разомкнутые контакты, зеленым - замкнутые. В левой нижней части экрана выведено сообщение о причине последнего срабатывания защиты.

Кнопка "Просмотр параметров", предназначена для вызова экрана со всеми аналоговыми сигналами, регистрирующимися в системе. Такой просмотр удобен для комплексной проверки датчиков и сопоставления различных сигналов. Сигналы сгруппированы по функциональному признаку.

Вывод: В данном разделе произведён расчёт:

.Многоканатной подъёмной установки, и по результатам выбрана установка с наземным расположением типа МПМН 5х4. Расчитаны и выбраны: скип рудничный СНМ-19; круглопрядные канаты d = 41мм, приводной двигатель постоянного тока типа П26-86-7К с номинальной мощностью Рн=3200 кВт; Также были расчитаны и построены диаграммы: скоростей, ускорений, усилий и мощностей приводного двигателя.

.Выбраны средства контроля технологических параметров и состояния оборудования.

3. Монтаж и наладка многоканатной подъёмной установки

.1 Монтаж и проверка установки коренной части

.1.1 Сборка коренного вала

Осуществляется предварительная установка рамы машины или постаментов коренных подшипников на металлических площадках (в зависимости от машины) с небольшой обтяжкой анкерных болтов натянуты оси коренного вала и машины в соответствиями с указаниями маркшейдера дл ориентировки машины относительно стволы ствола. По окончании сборки барабана (или канатоведущего шкива многоканатной машины) выполняется предварительная ревизия коренных подшипников и механизма перестановки.

.1.2 Тормозная система

Выполняется проточка тормозных обводов. Предварительно установливается тормозная система и соединяется с тормозным приводом. Проводится предварительная ревизия тормозного привода и закончена сборка воздушной (гидравлической) системы. Рама тормозного привода прихвачивается сваркой к армировке фундамента и предварительно укрепляется на фундаменте.Обеспечена возможность подачи воздуха (масла) в тормозную систему.

.1.3 Двигатель

Рама двигателя укладывается на металлические подкладки и обтягивается анкерными болтами. Выполняется предварительная центровка полумуфт двигателя и вала-шестерни редуктора. Далее производится ревизия подшипников двигателя. Со статора снимаются боковые щиты и открывается доступ к ротору и лобовым частям обмотки.

3.1.4 Предварительная обкатка машины без канатов

Выполняется подливка: коренной части, редуктора, тормозной системы и двигателя и после того как бетон набрал достаточную прочность полностью закончен монтаж системы маслосмазки и воздушной системы тормозов. Просушивается двигатель, после чего полностью заканчивается монтаж всего высоковольтного оборудования, аппаратуры управления и низковольтной панели управления. Делаются предварительные надписи и вывешиваются все бирки на высоковольтные и низковольтные кабели. Заканчивается ревизия высоковольтного (разъединители, трансформаторы тока, трансформатор напряжения и масляный выключатель) и низковольтного оборудования (автоматы, командоаппараты. контакторы, реле и т.д.). Монтажной организацией предоставляются акты ревизии аппаратуры и оборудования и акты на скрытые работы.

.1.5 Окончательная наладка и испытание машины после навески сосудов

Подъемные сосуды пропускаются по стволу, устраняются все дефекты армировки и от заказчика получают разрешение на испытание машины с полной скоростью и испытание тормозной системы во всех режимах, предусмотренных соответствующими параграфами ПБ. Заказчиком и монтажной организацией представляется вся документация, необходимая для нормальной работы машины. Заканчивается монтаж всех конечных выключателей на копре и в здании подъемной машины. Заканчивается монтаж стволовой сигнализации. Заказчик выделяет для управления машиной опытного машиниста.

Наладочная организация, выполняющая работы, обычно:

Учитывает требования, предъявляемые проектом к отдельным узлам машины и всему агрегату в целом;

Определяет пригодность оборудования для выполнения заданных режимов работы, для чего снимает соответствующие характеристики и использует паспортные и каталожные данные;

Контролирует качество выполнения монтажных работ в процессе сборки всех узлов, так как от этого зависят не только условия и успешность выполнения наладочных работ, но и срок службы всей машины;

Осуществляя наладку оборудования, руководствуется требованиями завода-изготовителя, указанными в чертежах и заводских инструкциях. Все отступления от этих документов должны быть согласованы с заводами-изготовителями соответствующими гарантийными письмами или разрешениями на отступления;

Выполняет все требования ПБ не зависимо от наличия их в проекте;

Проверяет сроки годности электроизмерительных приборов.

Монтаж машин не имеющих общей рамы, обычно начинают с установки постаментов коренных подшипников. Эту работу выполняют после закрепления осей машины стальными струнами, натягиваемыми на стальные скобы, закрепленные в стены здания. Опуская отвесы и помещая их грузы в банки с маслом для лучшего успокоения колебаний отвесов, приступают к установке постаментов. Эту работу выполняют в соответствии с требованиями и правилами ПБ. После предварительной обтяжки фундаментных болтов и проверки положения подшипников по отвесу и уровню, укладывают коренной вал вместе с механизмом перестановки.

Следует иметь в виду, что предварительно вал должен пройти предмонтажную ревизию, во время которой удаляют антикоррозионные покрытия с шеек вала и консервационную смазку и промывают все детали, покрытые смазкой, сначала соляровым маслом, а затем керосином (ревизия механизмов перестановки будет описана отдельно). Если вес вала меньше допустимой грузоподъемности мостового крана, то его стропуют и приподнимая с настила краном, осторожно опускают на нижние вкладыши коренных подшипников. При этом необходимо следить, чтобы галтели вала не уперлись в галтели или бабритовую заливку вкладышей и не повредили ее.

У машин с подшипниками скольжения пригонку нижних вкладышей выполняют до навески барабанов, пришабривать вкладыши после укрепления барабана не рекомендуется по следующим причинам:

Получается искаженный результат, так как после навески канатов и подъемных сосудов вал почти полностью загружается от веса барабана. Исключение составляют только машины с диаметром 5 или 6 м, у которых вал разгружается от веса барабана примерно наполовину, но и в этом случае допустимо проводить пригонку вкладышей по шейке вала до навески барабана.

До навески подъемных сосудов и после нее измерения производятся слесарным уровнем с ценой деления 0,01 мм/м, причем установку валов ведут так, чтобы конец вала со стороны механизма перестановки был приподнят несколько больше, а со стороны редуктора опущен. Косвенным подтверждением горизонтального положения вала являются и показания уровня, установленного на строганную поверхность в разъеме корпуса подшипника (предварительную установку корпуса подшипника на постаменте или раме проверяют по уровню, укладываемому на строганные части корпуса, причем пузырек уровня не должен отклоняться от среднего положения более чем на одно деление).

У машин с подшипниками качения укладку вала на постаменты выполняют совместно с коренными подшипниками, а если позволяет грузоподъемность крана (или подъемных приспособлений, примеряемых вместо него), то вал вместе с коренными подшипниками и постаментами укладывают непосредственно на подготовленный для этой цели фундамент. Это способ оправдывает себя во многих случаях, так как отпадает необходимость в большом объеме предварительных работ по отделению постаментов и предварительной их установке.

Если стоянки подшипников крепят на общей раме, то предварительно устанавливают одну раму. Ее положения относительно осей машины проверяют отвесами, опущенными со струн, закрепляющих эти оси. Положение рамы в горизонтальной плоскости проверяют слесарным уровнем с ценой деления 0,10 мм/м, устанавливаемым на контрольные строганные поверхности рамы.

После окончания установки вала и обтяжки анкерных болтов приступают к навеске барабана. Наибольшее распространение нашли два способа. По первому из них еще до укладки вала в проем фундамента опускают мостовым краном (или кран-балкой) и укладывают ее на специальный настил из бревен. Окончив укладку вала, приподнимают домкратами нижнюю половину барабана так, чтобы совпали отверстия под монтажные болты в лобовинах барабана и ступицах вала, и закрепляют эту половину на валу монтажными болтами. Затем мостовым краном или при его отсутствии лебедкой надевают на вал верхнюю половину барабана, соединяя ее с валом, и монтажными болтами соединяют обе половины барабана между собой. Установку распорных колец и сварку обеих половин барабана между собой, а также установку пасованных болтов для крепления лобовин барабана к ступицам выполняют в соответствии с указаниями, приведенными в заводских чертежах. Для разных машин объем сварочных работ и установка вспомогательных распорных колец значительно отличаются друг от друга и в основном зависят от конструкции машин, поэтому приводить их здесь не имеет смысла.

В процессе ревизии сборки вала этой конструкции проверяют:

Отсутствие зазоров между лобовинами и приводным шкивом, затяжку тангенциальной шпонки и фиксацию ее упора.

Наличие смазки на посадочном месте лобовины (она имеет скользящую посадку на валу и поэтому должна смазываться);

Величину зазоров между верхней обоймой сферического подшипника и боковыми крышками у левого и правого коренных подшипников, обеспечивающих возможность смещении коренного вала в осевом направлении;

Крепление упорной шайбы;

Чистоту смазочных канавок, наличие тавотниц и пробок у лобовин барабана и крышек коренных подшипников;

Биение тормозных ободов и канавок под канаты;

.2 Наладка корпуса и вала

Предмонтажная ревизия начинается с корпуса. Очищая его от грязи и удаляя консервирующие покрытия и краску, осматривают внутренние поверхности, убеждаясь в отсутствии трещин, наколов и прочих изъянов. Укладывая корпус на заранее разложенные прокладки, следят за тем, чтобы отверстия под анкерные болты в корпусе совпали с отверстиями в фундаменте (если для крепления корпуса к фундаменту предусмотрены шпильки) или, предварительно заводя в отверстия анкерные болты и укрепляя их в анкерных плитах и раскладывая на фундамент прокладки в заранее намеченных местах, устанавливают корпус редуктора на фундаменте и слегка обтягивают его анкерными болтами. Устанавливая уровень на строганные части корпуса и регулируя высоту отдельных подкладок, добиваются строго горизонтального положения разъема корпуса. Затягивая постепенно анкерные болты, убеждаются в отсутствии деформации корпуса по неизменным показателям уровня в разных точках па строганной части корпуса, т.е. убеждаются в том, что высота подкладок примерно одинакова, а места их расположения выбраны правильно. Убедившись в правильной установке корпуса, проверяют прилегание нижней части вкладышей к корпусу и только после этого приступают к укладке вала. Предварительно вал должен быть очищен от консервационных покрытий, шейки вала промыты и осмотрены, а при необходимости и пришлифованы. Укладывая вал на нижние, части вкладышей, проверяют качество прилегания шеек вала к баббиту и при необходимости слегка подшабривают. После этого, ослабляя анкерные болты, приступают к центрированию полумуфт вала машины и вала редуктора. Эту операцию выполняют в соответствии с требованиями.

Получив приемлемые результаты совпадения осей валов, снова обтягивают анкерные болты и приступают к окончательной регулировке положения корпуса редукторами прилегания шеек вала к нижним вкладышам. Эту операцию начинают с осмотра и обслуживания прокладок и проверки мест их расположения. Прокладки должны быть заложены под оси валов, по бокам анкерных болтов, по углам корпуса и дополнительно из расчета соблюдения наибольшего расстояния в 600 мм между соседними прокладками. Типы прокладок и допускаемую их суммарную высоту выбирают с учетом условий. Затяжка анкерных болтов должна обеспечить плотное прилегание прокладок к фундаменту и корпусу редуктора, а также полную их неподвижность при отстукивании молотком.

Далее проверяется отсутствие деформации в корпусе после укладки вала и обтяжки анкерных болтов. Она осуществляется с помощью рамного уровня, устанавливаемого на части корпуса и шейки вала. Правильная установка корпуса должна быть выполнена так, чтобы геометрические оси валов находились в одной плоскости с допуском ±0,5 мм, определяемым по показаниям уровня на шейках вала колеса, а сам корпус не имел бы прогибов от затяжки анкерных болтов, что выясняется установкой уровня по углам корпуса и между валами.

После получения хорошего прилегания шейки вала к нижнему вкладышу можно приступить к окончательной проверке центровки. Ее начинают с определения величины биения полумуфт и сравнения полученных данных с допусками. При отступлении от допусков, не поддающихся исправлению, их согласовывают с заводом-изготовителем, причем это оформляется специальным протоколом.

3.3 Монтаж и наладка тормозных систем

В настоящее время пружинно-грузовые приводы получили очень, широкое распространение. Ими оборудуются ужо не только многоканатные машины, но и часть машин с цилиндрическими барабанами. Поступательное движение колодок обеспечивается четырехзвенником, состоящим из тормозной балки, вспомогательной стопки и тормозной колодки. Этой тормозной системе присущи почти все достоинства и недостатки тормозных систем НКМЗ с поступательно движущимися колодками. Здесь также возникает передача усилий на вал машины при неравномерном зазоре между ободом и колодкой, а тормозной рычаг своим весом способствует затормаживанию машины, поэтому часть его веса, а также вес вертикальной тяги и поршней совместно с весом подвесных устройств для грузов необходимо учитывать при расчете веса грузов тормозной системы. Очень часто вес подвижных частей, влияющих на затормаживание (при предохранительном торможении), составляет половину веса расчетного груза. Вместе с тем на растормаживание машины эти веса не оказывают влияния, так как оно осуществляется принудительно при впуске сжатого воздуха в тормозной цилиндр маневрового торможения.

Регулировка зазоров между ободом и колодкой.

Каждая машина снабжена двумя тормозными приводами (по одному на тормозной обод), регулируемыми раздельно, но при этом необходимо, чтобы величина хода поршней в маневровых цилиндрах была почти одинаковой. Приступая к регулированию, вначале с помощью вспомогательной стойки устанавливают одинаковый зазор между тормозной колодкой и ободом по всей длине их соприкосновения. Для этой цели на стойке имеется специальная стяжная муфта или регулировочная гайка, в зависимости от конструкции стойки. Операцию выполняют для каждой из четырех колодок. Подгоняя колодки, можно достигнуть довольно хороших результатов, так как вся тормозная система смонтирована на общей раме с коренной частью и после подливки машины представляет жесткий узел. Следует отметить, что при общей раме неточности подгонки колодок не вызывают деформации фундамента, так как усилия, возникающие в вертикальных регулировочных стойках при затормаживании машины (с плохо подогнанным зазором между ободом и колодкой), передаются только на раму машины и коренной вал, и все же из-за наличия этих усилий завод вынужден перейти на несколько иную конструкцию тормозной системы. В последних выпусках уже отсутствует регулировочная стойка, ее заменили пружины, связывающие тормозную колодку с балкой. Регулированием длины и натяжения пружин добиваются равномерного зазора между ободом и колодкой по всей длине касания.

Для разделения зазоров поровну между передней и задней колодками служат пружинные упоры. Для этого при заторможенной машине вывинчивают каждый упор на колодках до соприкосновения его со штоком и затем слегка сжимают пружину штока, доворачивая упор примерно на І/3 оборота. Растормаживая машину, проверяют величину отхода колодок и сжатие пружин на каждом упоре. Если зазор оказывается разделенным примерно поровну, упоры фиксируют контргайками, оканчивая на этом регулирование. При недостаточно точном разделении зазора (разница более 15% от наибольшей величины зазора) производят необходимую подрегулировку, немного сильнее затягивая пружину колодки с большим зазором и ослабляя пружину у колодки с меньшим зазором. После получения удовлетворительных результатов закрепляют упоры.

4. Электроснабжение и электрооборудование

4.1 Краткая характеристика электроснабжения

Запорожский железорудный комбинат электрифицирован по двум воздушным линиям электропередач от двух электростанций, Запорожской атомной электростанции (ЗАЭС) и Запорожской гидроэлектростанции (ЗГЭС), напряжением 154 кВ. Воздушные линии электропередач подают напряжение на ГПП ЗЖРК, где напряжение понижается с 154 кВ до 35 кВ и 6 кВ.

4.2 Анализ существующей схемы электроснабжения подъёмной установки

Приводом подъемной установки является тихоходный двигатель постоянного тока ПБК 380/125 (3400 кВт, 40 об/мин, 860В) получающий питание от мотор-генераторной группы в составе генератора постоянного тока и синхронного двигателя (привод Г-Д). Основным является привод по системе Г-Д.

В приводе по системе Г-Д (генератор П21-40-17к) регулирование скорости подъемного двигателя и изменение направления его вращения производится изменением величины напряжения и полярности на зажимах якоря, что достигается изменением величины и тока в обмотке возбуждения генератора ОВГ.

Питание обмотки возбуждения генератора осуществляется от реверсивного тиристорного преобразователя-возбудителя типа КТЭ 320/220-922-1Т-УХЛ4 и электромашинного возбудителя (ЭМУ). Проектом предусматривается замена электромашинного возбудителя на тиристорный регулятор скорости ТРС поставки ГАК «Донбассуглеавтоматика». Оперативное переключение возбудителей генератора осуществляется при помощи переключателя QS2 (устанавливается в шкафу ШК). Возбуждение двигателя при работе привода по системе Г-Д осуществляется от тиристорного преобразователя типа КТЭ 320/220-912-1Т-УХЛ4.

Переключение силовых цепей с основного привода на резервный выполняется силовыми переключателями: якорная цепь - существующий переключатель 5П-Я, расположенный в подвале помещения двигатель-генераторов, цепи возбуждения двигателя - переключателем QS1 шкафа ШК.

В качестве привода для генератора используется синхронный электродвигатель СДНЗ-17-76-12 (4000кВт, 500об/мин, 6кВ). С целью снижения величины и длительности пусковых токов, сохранения обмоток и подшипниковых узлов преобразовательного агрегата от воздействия ускорений, предохранения от воздействия пусковых токов всего канала энергоснабжения ШПУ проектом предусматривается система облегченного запуска синхронного двигателя преобразовательного агрегата Г-Д с предварительной раскруткой его до подсинхронной скорости. Схема управления с системой облегченного пуска.

Предварительная раскрутка преобразовательного агрегата осуществляется генератором привода подъема, работающим в режиме "двигателя". Главная цепь привода подъема разрывается на период предварительной раскрутки силовым автоматом главного тока. Якорная цепь генератора при этом питается от существующего блока "Т-Р-В" (трансформатор-реактор-выпрямитель). Обмотка возбуждения генератора питается от штатного возбудителя генератора, который переводится на период разгона в режим, позволяющий раскрутить преобразовательный агрегат до подсинхронной скорости. При достижении подсинхронной скорости аппараты управления отключают главную цепь и обмотку возбуждения от схемы разгона и включают вакуумный выключатель 6кВ СД РУ-6кВ БПМ (фидер №50). Втягивание двигателя в синхронизм производится по штатной схеме синхронного двигателя.

4.3 Расчёт нагрузки участка

Исходные данные:

В соответствии проведённых расчётов выбран двигатель П26-86-7К, по [2] стр.29.

Номинальные данные которого:

Мощность двигателя Pн=3200 кВт;

Напряжение U=600 B;

Частота вращения n= 40 об/мин;

Коэффициент полезного действия КПД 91,5%

Расчётную нагрузку определяем из выражения:

(4.1)

(4.2)

= = 3125 кВА(4.3)

где Кс - коэффициент спроса характерной группы электроприемников;

Определенные нагрузки приведены в таблице 1.

Таблица 4.1 Расчетные электрические нагрузки.

ЭлектроприемникНоминальная мощность Рн, кВтКссоsφIр,АtqφРасчетные нагрузкиРрQрSp,кВткваркВАПодъемная установка32000,80,83000,75256017923125

Принимаем трансформатор ТМ-4000/069, со следующими характеристиками:

Номинальная мощность трансформатора

Номинальное высоковольтное напряжение

Номинальное низковольтное напряжение

Так как управления двигателем постоянного тока по системе Г-Д устарела, то для питания двигателя постоянного тока используем схему управляемого выпрямителя, в котором для преобразования переменного тока в постоянный вместо обычных выпрямляющих диодов используются тиристоры.

Принимаем такую схему электроснабжения подъёма:

Основным источником питания промышленных двигателей постоянного тока остается переменный ток, и этот переменный ток должен быть преобразован в постоянный ток.

Схема управляемого выпрямителя работает по принципу изменения времени «пускового» импульса относительно импульсов колебаний переменного тока. Чем раньше в каждом периоде переменного тока откроется тиристор, тем дольше он будет пропускать ток к двигателю. Схема фазового управления отвечает за генерацию импульсов и их длительность.

Привод постоянного тока просто регулирующий мощность, поступающую к двигателю, был бы непродуманным и трудно применимым для управления большинством процессов. Чего бы в идеале хотелось от регулируемого привода, так это точного управления скоростью двигателя. По этой причине большинство приводов рассчитано на получение обратной связи от тахометра, механически соединенного с валом мотора. Тахометр обычно представляет собой небольшой генератор, создающий постоянное напряжение, прямо пропорциональное скорости вращения вала (с выходом 0-10 В). По его показаниям регулируемый привод дросселирует электрическую мощность, подводимую к двигателю так, чтобы скорость вращения совпала с заданной управляющим сигналом. Имея встроенный контур обратной связи для регулирования скорости, регулируемый привод становится «ведомым контроллером» в системе управления. Привод может принимать выходной сигнал уставки скорости от любого контроллера <#"justify">Наименование параметровЗначение параметровНоминальное напряжение питающей сети, кВ6/0,69Частота питающей сети, Гц 50 Номинальное выпрямленное напряжение, В600 ± 23Номинальный выпрямленный ток, кА6КПД (без учета трансформатора), %,96,50%Коэффициент мощности (при смешанной нагрузке), не менее0,925

.4 Расчёт электрической сети

Высоковольтные кабели рассчитываются по:

а) длительно допустимому нагреву;

б) допустимой потере напряжения;

в) термической устойчивости току к.з.

г) по экономической плотности тока.

а) Длительно допустимая нагрузка

(4.4)

По расчетному току Ір = 300 А, принимаем два трехжильных кабеля с алюминиевой токопроводящей жилой в алюминиевой оболочке с бронепокровом из плоских лент (ААБ-6 3х95), допустимый ток которого Iдоп = 2. 165А = 330 А ≥ Iр = 300 А по [6] стр. 181.

б) Допустимая потеря напряжения

5%(4.5)

что меньше допустимого значения 5 %

где, - расчетный ток в линии, А;

длина кабельной линии, м;

проводимость материала, для алюминия принимаем

сечение кабеля, мм2;

номинальное напряжение, В;

в) Сечение кабеля по термической устойчивости току к.з.

(4.6)

где, - установившийся ток короткого замыкания, I3К.З = 24000 А - по данным ЧАО ЗЖРК ;

- фактическое время действия к.з 0.26 с ;

термический коэффициент токопроводящего металла, для алюминия С=90;

г) Сечение кабеля по экономической плотности тока

(4.7)

Окончательно принимаем два кабеля (ААБ-6 3х150), удовлетворяющий всем условиям.

4.4 Расчёт токов короткого замыкания

Расчет токов короткого замыкания выполняем упрощенным методом. Расчет токов к.з. необходим для проверки устойчивости при к.з. выбранных уставок защиты и отключающей способности пускозащитной аппаратуры.

Ток трехфазного к.з. для любой точки сети может быть определен по формуле:

(4.8)

где Хрез - результирующие активные и индуктивные сопротивления цепи к.з. соответственно.

Ток двухфазного К.З. определяется по формуле:

(4.9)

Для расчета токов к.з. составляется расчетная схема и схема замещения на основании схемы электроснабжения.

Схема замещения представляет собой ряд последовательно включенных индуктивных сопротивлений, т.к. активные сопротивления не существенны ими можно принебречь.

Ток короткого замыкания в точке К1 на шинах подстанции вспомогательных приводов составляет 24000 А по данным ЧАО ЗЖРК.

Мощность к.з на шинах ЦПП:

(4.10)

Результирующее индуктивное сопротивление цепи к.з. до точки К2

= хвс + хск, Ом(4.11)

где: хвс - сопротивление внешней системы;

, Ом(4.12)

Подставляя числовые значения, получаем:

Ом

Хтабл - индуктивное сопротивление кабеля по [6] стр. 181

Хск = Lк. Хтабл, Ом (4.13)

где Lк - длина кабеля, км;

Хтабл - табличное индуктивное сопротивление 1км кабеля.

Хск = 2. 0,050. 0,076 = 0,0076 Ом

Тогда по (4.8) и (4.9) двухфазный ток К.З. в точке К2

А

4.5 Расчет распределительного устройства высокого напряжения

Распределительные устройства подстанции комплектуются из высоковольтных комплектных распределительных устройств (КРУ). Выбор КРУ производится по нормальным условиям работы путем сравнения каталожных величин с расчетными. Предусматриваются ячейки вводные, секционные и отходящих присоединений (по числу фидеров).

В КРУ применяются в закрытых распределительных устройствах общепромышленного назначения, в электроустановках с частыми коммутационными операциями при наличии шкафов с вакуумными выключателями.

В КРУ серии КУ6С выкатной элемент нового типа с механизмом раздельного перемещения из рабочего в контрольное положение и наоборот при закрытых дверях. Двери имеют оригинальное запирающее устройство, чем обеспечивается надежная защита обслуживающего персонала.

Выбор КРУ производится по нормальным условиям работы путем сравнения каталожных величин с расчетными.

Выбор вводной ячейки выполним в табличной форме.

, кА (4.14)

Подставляя числовые значения, получаем:

Фактическое время действия токов к.з. без выдержки составляет tф= 0,2с, поэтому необходимо расчетный предельный ток к.з. привести к трехсекундному по формуле:

(4.15)

Высоковольтное КРУ типа КУ6С подходит по всем параметрам.

Вывод:

В данном разделе приведена краткая характеристика электроснабжения, анализ существующей схемы электроснабжения подъёмной установки, расчёты: нагрузки участка, кабельной сети, токов короткого замыкания.

Выбраны два кабеля типа ААБ-6 3х150 с Iн=225 А; Тиристорный выпрямитель типа В-ТППД для питания приводного двигателя подъёмной установки.

Также был произведен расчет комплектного распределительного устройства КРУ типа КУ6С.

5. Охрана труда

.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов при эксплуатации подъёмной установки

При эксплуатации подъемной установки возникают следующие вредные производственные факторы: пыль, шум, микроклимат, вибрации, недостаток природного осветления, электромагнитные поля.

К опасным производственным факторам относятся: оборудование, которое работает под давлением, выше чем атмосферное; электрооборудование; обрыв каната; пробуксовка и скольжение каната по канатоведущему шкиву; открытые вращающиеся части подъемной машины и элементы подъемной установки.

К основным опасностям при канатном подъеме и спуске людей и грузов по вертикальным выработкам относят:

. Падение грузовых и людских подъемных сосудов;

. Удары и резкие остановки людских подъемных сосудов;

. Падение в выработку перевозимых в сосудах грузов или иных предметов;

. Падение людей в ствол.

Из-за обрыва канатов или сцепок происходит падение подъемных сосудов в ствол. Одна из причин обрыва каната - застревание в стволе клети, движущейся вниз. В этом случае канат напускается и ложится на клеть, которая под его весом срывается и, падая, рвет канат. Клеть может застрять, зацепившись за неисправные расстрелы, петли кабеля (которые образуются при его проскальзывании в зажимах), а также при срабатывании парашютов и обмерзании ствола.

При несоблюдении установленных зазоров происходят удары подъемных сосудов о крепь или армировку, а также резкие остановки при переподъеме сосуда или напуске каната могут привести к серьезному травмированию людей, находящихся в подъемном сосуде.

Очевидна также опасность падения людей в выработки при посадке в подъемный сосуд, высадке из него или при его движении. Падающие в выработку грузы и предметы опасны для работающих в ней и перевозимых людей.

Меры, обеспечивающие безопасность реализуются в конструкциях подъемных установок и их элементов путем применения в них специальных средств защиты, блокировки, автоматизации, сигнализации, осуществления систематического контроля за состоянием установок и их элементов, а также организации безопасной эксплуатации подъема.

Шахтная подъёмная установка должна быть оборудована следующими защитными и блокировочными устройствами:

. Максимальной и нулевой защитой;

. Защитами от провисания струны и напуска каната в ствол;

. Устройством блокировки, позволяющим включать двигатель после переподъёма сосуда только в сторону ликвидации переподъёма;

. Устройством блокировки, не допускающим снятия предохранительного тормоза, если рукоятка рабочего тормоза не находится в положении «заторможено», а рукоятка аппарата управления - в нулевом положении;

. Устройством, подающим сигнал машинисту при недопустимом поднятии петли уравновешивающего каната;

. Дублирующим ограничителем скорости или устройством, обеспечивающим контроль целостности передачи от вала подъёмной;

. Автоматическим звонком, сигнализирующим о начале периода замедления (за исключением грузовых подъёмных установок, работающих в автоматическом режиме).

На случай поломки подъёмной машины или застревания подъёмных сосудов в стволе оборудованы аварийно-ремонтные подъёмные установки.

Запрещается переход людей через подъёмные отделения ствола. На всех горизонтах шахты перед стволами установлены предохранительные решетки для предупреждения перехода людей через подъёмные отделения.

Подъёмная машина снабжена аппаратом (индикатором), показывающим машинисту положение сосуда в стволе.

Подъёмная машина должна иметь исправно действующие:

. Самопишущий скоростимер (тахограммы должны храниться в течение 3 месяцев);

. Вольтметр и амперметр;

. Манометры, показывающие давление сжатого воздуха в тормозной системе.

5.2 Инженерно-технические мероприятия по охране труда

Для обеспечения нормальных зрительных восприятий требуется соблюдение ряда условий, наиболее важным на которых является достаточно высокая освещенность рабочих поверхностей, колеблющаяся в условиях естественно дневного света.

При искусственном освещении практически приходится ограничиваться освещенностью в десятки раз меньшей, из-за экономических причин такая высокая освещенность при искусственном освещении оказывается недостижимой по этому минимальная освещенность, установленная исходя из санитарно-гигиенических условий и учета физиологии зрения человека, предписана «Правилами и нормами искусственного освещения промышленных предприятий».

Между тем переход глаза с более освещенных поверхностей к менее освещенным требует известного времени для приспособления глаза (адаптации), что вызывает соответствующее напряжение нервной системы и связанное с этим повышенное утомление, снижение производительности труда и т.д. Поэтому весьма важно обеспечить не только необходимую минимальную освещенность, но и равномерность освещения, под которой понимается отношение наименьшей освещенности в данном помещении или на рабочей поверхности к наибольшей освещенности.

В соответствии с правилами и нормами искусственного освещения, равномерность освещения в одной и той же плоскости на протяжении 0,75 м должна быть при внутреннем освещении не ниже 0,3, при общем освещении - не ниже 0,2 и при наружном общем освещении - не ниже 0,04.

Важным является требование ограничения ослепляющего действия источников света. Это достигается двумя основными способами:

применением непрозрачных, светорассеивающих колпаков, закрывающих нить накаливания лампы от прямого воздействия ее на глаз;

удалением источника света на поля зрения путем подвески его на достаточной высоте. Практически в этом случае достаточно, чтобы угол между лучом, идущим от лампы к глазу, и горизонтальной плоскостью был больше 30о.

Рациональное освещение должно удовлетворять следующим основным требованиям:

обеспечивать достаточную равномерность освещения;

ограничивать слепящее действие источников света, обладающих большой блескостью;

не давать резких теней и контрастов на рабочей поверхности.

Эти требования в условиях подземных выработок горных предприятий к ряду затруднений, связанных с особенностями шахтных выработок, весьма неблагоприятными в светотехническом отношении.

В проекте и оборудовании электроостветительных установок в подземных выработках следует стремиться к тому, чтобы обеспечить, возможно, более высокую освещенность и равномерность освещения.

Метод светового потока учитывает не только поток, падающий на данную рабочую поверхность непосредственно от светильника, но и поток, отраженный от стен и потолка при данной их окраске, при заданных размерах помещения и типе светильника путем введения, так называемого коэффициента использования осветительной установки.

5.2.1 Расчёт освещения

Определим количество и мощность светильников для освещения здания главной подъемной установки. Здание имеет одно помещение, требующее в освещении.

В здания размещенные: подъемная машина, пульт управления, масло станция, аппарат задания и контроля хода, шкафа электрической части и системы автоматизации и др.

Исходные данные:

Высота помещения 7м, площадь 15×18=270 .

Расцветка стен и потолка светла.

Минимальная освещенность по Правилам безопасности =50лк.

Напряжение сети U=220 В.

Высота подвеса светильников над рабочей поверхностью .

Показатель помещения (і) для подъемной машины:

І===2,04(5.1)

Площадь подвального помещения 4×3.

Показатель помещения (і) для подвального помещения:

І== =0,6

Принимаем показатель і=1

Принимаем к установке люминесцентные светильники с лампами белого цвета, мощностью 40Вт, при напряжении 127 В.

При светлой расцветке стен и потолка, показателю помещения 1, коэффициенты пользования.

η=0,32 принимаем коэффициент запаса =1,5.

Находим общей световой поток, необходимый для обеспечения необходимой освещенности.

Для помещения подъемной машины:

Ф=(5.2)

где z - коэффициент, равный отношению средней освещенности Еср.. К минимальной освещенности , для поверхности z=1,1.1,3; для подземных выработок z= 1,3…1,4.

Ф==75938 лм

Для подвального помещения

Ф= =3928 лм

По [8] из таблицы 24, выбираю лампу у которой световой поток Fл мощностью 40Вт для подвального помещения лм. По этой же таблице находим световой поток одной лампы мощностью 200 вт, Fл= 2700 лм.

Принимаем 2 светильника РВЛ -40М, мощностью 40 вт, имеет световой К. П. Д.=0,65

Принимаю 29 светильников РП- 200 с F= 2700 лм и мощностью 200 вт и световым К.К.Д. = 0,6

Общая потребляемая мощность на освещение главной подъемной установки составляет:

=Р1+Р2= 5800+80= 5880 Вт (5.4)

где Р1= 29×200= 5800 Вт и Р2=2×40=80 Вт

Преимущества принятых ламп:

Световая отдача в 3,5 раз выше световой отдачи ламп накаливания;

Свет высокого качества;

Срок службы 2000-3000 часов и больше в 2-2,5 раза срока службы ламп накаливания;

Лампы малочувствительны к вибрации.

.3 Противопожарные мероприятия

Для каждой шахты должен быть составлен проект противопожарной защиты, который согласуется с командиром ВГСЧ, органами пожарного надзора и утверждается главным инженером комбината, рудоуправления. В проектах должно быть предусмотрено использование для пожаротушения всех действующих водоотливных магистралей, водопроводов, оросительных систем и воздухопроводов. При наличии только воздухопроводов предусматривается прокладка специальных противопожарных трубопроводов.

На всех шахтах, находящихся в эксплуатации, строительстве или реконструкции согласно ЕПБ должны быть выполнены мероприятия, предотвращающие возникновение пожаров в горных выработках.

Устья стволов, шурфов, подающих свежий воздух, должны иметь металлические ляды или двери.

Тушение пожара необходимо производить в соответствии с планом ликвидации аварий и проектом противопожарной защиты предприятия.

Очаги пожара необходимо ликвидировать с применением воды, углекислоты, инертной породы, глинистых растворов, высокократной стойкой пены и других средств пожаротушения. Для тушения пожара, возникшего от возгорания горючих жидкостей, электрических кабелей, масла в трансформаторах или в других электрических устройствах необходимо применять песок или специальные огнетушители.

Причины пожаров и меры их предупреждения:

. Чрезмерное увеличение тока в цепи в результате к.з. или перегрузки - все линии снабжаются защитой с помощью максимальных реле, предохранителей, тепловых реле.

2. Размыкание под нагрузкой контактов или проводников - применять дугогантельные камеры, блокировки, использовать бронированные кабели, прокладывать их на высоте исключающей повреждения их трансформаторным средством, использовать гибкие кабели экранированные, что обеспечивает автоматическое отключение кабеля от сети при любых повреждениях.

3. Высокое сопротивление в местах контактных соединений - профилактика, не допускать соединения проводов соединения проводов скруткой.

. Утечки на землю - применять реле утечки, блокировочные реле утечки, компенсацию емкостной составляющей тока.

При возникновении пожара необходимо обесточить электроустановку, пользоваться песком, углекислыми огнетушителями, инертной пылью.

При появлении в электроустановке открытого устойчивого пламени тушение обычными способами не достигает цели и может привести к поражению электрическим током лиц, производящих тушение и находящихся рядом. Возможно усиление и дальнейшее распространение пожара, нанесение значительного ущерба электроустановкам.

Поэтому, приступая к тушению пожара в электроустановках, последнюю необходимо обесточить. Одновременно должны быть обесточены электроустановки, находящиеся рядом.

Тушение пожара электроустановок находящихся под напряжением производится по спец. инструкции.

Тушение электроустановок выполняют углекислотными огнетушителями.

При быстром испарении жидкой углекислоты образуется твердая (снегообразная) углекислота которая, будучи направлена в зону пожара, снижает концентрацию кислорода, охлаждает горящее вещество.

К профилактическим мероприятиям по предупреждению пожаров можно отнести: запрещение открытого огня в шахтах и соблюдение специальных мер предосторожности при выполнении огневых работ в горных выработках; надежная защита шахтных электрических сетей от перегрузок, коротких замыканий и опасных токов утечки; соблюдение правил безопасности при ведении взрывных работ; контроль за состоянием всех шахтных машин и механизмов.

Организационно-технические мероприятия направлены на сокращение возможных объектов горения и обеспечение возможности быстрой локализации и ликвидации очагов горения; крепление наиболее ответственных выработок огнестойкой крепью и размещение в шахте эффективных средств пожаротушения, позволяющих ликвидировать пожар в начальной стадии.

С этой целью необходимо следить за правильным выполнением всех контактных схем соединений, а именно штепсельных схем соединений, кабельных муфт, режимов двигателей, аппаратов и т.п.

Контакты периодически ослабляются в связи, с чем необходима регулярная проверка.

Одной из наиболее эффективных мер борьбы с потерями тока является применение гибкого кабеля с негорячей резиновой оболочки, либо экранированного кабеля. При применении бронированных кабелей в машинных камерах нужно удалять наружный джутовый покров.

В здании подъемной установки имеется пожарный щит, укомплектованный в соответствии с Правилами Безопасности следующим инвентарем:

. Огнетушитель - 4шт.;

. Лопаты - 2 шт.;

. Топор - 2 шт.;

. Багор - 2 шт.;

. Лом - 2 шт.;

. Ведро - 2 шт.;

. Пожарный рукав - 30м.

Возле пожарного щита расположен ящик с песком, объемом не менее 0,2 м3.

Устье ствола должно иметь металлические лады, легко и плотно закрывающие сечение ствола и содержаться в исправном состоянии.

При наличии в стволе шахты лестничного отделения вентиляционный ход должен быть соединен с ним. Эго здание должно располагаться от других зданий и сооружений на расстоянии, предусмотренном СНнП 11-М, 1-71 «Генеральные планы промышленных предприятий. Нормы проектирования».

Сопряжение этого вентиляционного канала (хода) с лестничным отделением ствола шахты должно находиться на глубине не менее 4 м от устья шахты до кровли вентиляционного канала (хода).

Запрещается курить и пользоваться открытым огнем в надшахтных званиях, о чем должно быть вывешено объявление на видном месте.

Противопожарные водоемы на поверхности шахт должны быть утеплены, иметь насосную установку и утепленный водопровод от водоема к каждому стволу шахты и между существующими зданиями.

На водопроводе у стволов и у всех зданий на поверхности должны быть установлены отводы с вентилями и пожарными гайками.

При проектировании водоемов расположение их следует предусматривать в местах, удобных для забора воды ручными насосами при тушении пожаров в зданиях на поверхности шахт.

Противопожарный трубопровод на поверхности должен быть снабжен задвижками, позволяющими:

а)наполнять водоем из водопровода и из водоотливного става;

б)осуществлять подачу воды к любому отводу водопровода и по водоотливному ставу в шахту.

Штурвалы задвижек должны быть выведены из траншей.

Каждая шахта должна иметь на противопожарном складе на поверхности запас огнетушителей в размере 10% от числа имеющихся в выработках и по три заряда на каждый находящийся в выработке огнетушитель.

Все устройства и средства противопожарной защиты в шахте должен ежемесячно проверять начальник пылевентиляционной службы в присутствии представителя МВГСО.

Вывод: В данном разделе проанализировав опасные и вредные факторы при эксплуатации подъёмной установки, были предприняты меры для обеспечения безопасности, путём установки средств защиты, блокировки, автоматизации и сигнализации. В инженерно-технических мероприятиях по охране труда, для обеспечения нормальных зрительных восприятий, произведён расчёт рационального освещения блока подъёмных машин, удовлетворяющий требованиям. Также представлены мероприятия, предотвращающие возникновение пожаров.

6. Экономическая часть

6.1 Постановка задачи

Целью дипломного проекта является модернизация подъемной машины для повышения ее производительности.

Экономическая целесообразность и эффективность дипломного проекта характеризуется следующими показателями:

суммой капитальных вложений;

эксплуатационными затратами;

сроком окупаемости дополнительных капитальных вложений;

суммой годового экономического эффекта.

6.2 Расчёт капитальных вложений

Капитальные затраты включают:

первоначальную стоимость оборудования;

- транспортные затраты - 5%;

- затраты на монтаж, демонтаж - 7%.

Таблица 6.1. Стоимость капитальных вложений по проекту

Наименование оборудованияПервоначальная стоимость, грн.Затраты на трансп.,грнНа монтаж, грнСумма капитальных вложений, грнСкип V=25 м3800004000560089600Двигатель П26-86-7К112000056000784001254400Канат стальной d=45 мм2959201479620714,4331430,4Итого1675430,4

6.3 Расчёт амортизационных отчислений

Фактически амортизация означает списание на протяжении нескольких лет эксплуатации балансовой стоимости основных фондов. Амортизационные отчисления относятся на расходы производстве и из них формируется амортизационный фонд предприятия, который и используется для восстановления основных фондов (капитальных ремонтов и реновации).

Амортизационный фонд состоит из двух частей. Одна часть того фонда предназначена для финансирования капитальных ремонтов основных фондов и их модернизации, другая часть амортизационного фонда предназначается для полного восстановления (реновации) изношенных основных фондов. Этот фонд предназначен для финансирования капитальных вложений по новой технике, механизации и автоматизации производственных процессов, модернизации оборудования, обновления основных фондов, совершенствования организации производства и т. д.

Механизм амортизации предусматривает применение предусмотренных налоговым законодательством Украины норм амортизационных отчислений годовая сумма амортизационных отчислений определяется по формуле:

(6.1)

где Сб - балансовая стоимость основных фондов, грн;

Na - норма амортизации, %

Таблица 6.2. Расчёт амортизационных отчислений

№ п/пНаименованиеКол-воБалансовая стоимость, грнГодовая амортизация, грнЕденицыВсего1МПМН 5х41185000018500002466672П-26-86-7К1112000011200001493333СНМ-19280000160000213334Трансформатор1720007200096005Выпрямитель В-ТППД1680006800090676ААБ-6 3х1505054,227102717Круглопрядный канат49326029592039456Итого3190114,23568630475727Затраты, на монтаж 10%47572,7Всего523300

6.3 Расчёт фонда заработной платы

Оплата труда рабочих осуществляется по утвержденным тарифным ставкам, дифференцированным по условиям труда.

Расчет планового фонда заработной платы основывается на определении сумм, подлежащих выплате за 100 % -ное выполнение производственной программы при действующих тарифных ставках и системах оплаты труда. Расчет сводится в таблицу (6.3).

Профессия, численность рабочих (явочная и списочная), их квалификация принимается на основании нормативов.

Дневные тарифные ставки принимаются по действующим на базовом предприятии тарифным ставкам с учетом принятой продолжительности рабочего дня Премия, доплаты, включаемые в основную заработную плату, определяются по заданному проценту от тарифной ставки.

Премии: - ремонтному персоналу - 30%

- дежурному персоналу - 20%

Доплаты: - ремонтные и дежурные электрослесари, крепильщик - 15%

- дежурный персонал - 15%

Дополнительную заработную плату принимаем в размере 20% основной.

Отчисления на социальное страхование - 40,4% от суммы основной и дополнительной заработной платы рабочих, что составляет 263276 гривны.

6.4 Расчёт затрат по вспомогательным материалам и запасным частям

В стоимость вспомогательных материалов включают все виды материалов, расходуемых в течение года на эксплуатационные нужды проектируемого участка.

Расход материалов на ремонтно-эксплуатационные нужды зависит от технического состояния оборудования, уровня организации эксплуатации и ремонта, наличия и состояния ремонтных факторов.

Годовая потребность в материалах определяется в зависимости от нормативов расхода материалов.

Годовая потребность в покупных запасных частях в стоимостном выражении определяется в размере 3-5% от стоимости оборудования. Расчет расхода и стоимости вспомогательных материалов выполняется в таблице 6.3.

Таблица 6.3. Расчёт затрат по вспомогательным материалам и запасным частям

№ппМатериалыЕдиницы измеренияНорма расхода на 100 чел-ч трудоёмкости ремонтаТрудоемкость ремонтов, чел-чГодовой расход материаловЦена единицы, грнВсего1Сталь сортоваякг508404207,443124,802Трос стальнойкг0,54,232,13134,953Электродыкг1,512,68,28104,334Прокат алюминиевыйкг1,411,7646,8550,375Лента изоляционнаякг0,54,246,2194,046Лента кипернаям1008400,15126,007Обтирочный материалкг650,40,630,248Эмали, масляные краскикг433,6301008,009Канатная смазкакг600504012,9665318,4010Керосинкг605046,333190,3211Солидолкг7058810,896403,3212Масло индустриальноекг50042008,2834776,0013Электр.лампышт504203,31386,0014Масло машинноекг3025248,612247,20Итого128593,96Неучтённые материалы19559,00Зап.части(3%Сб)55500,00Всего203652,96

.5 Определение затрат на электроэнергию

Потребляемая мощность электродвигателей составляет:

Wn = Wy Kз, кВт, (6.4)

где Wy - мощность двигателя подъемной установки, кВт,

Кз - коэффициент использования оборудования (Кз = 0,7).

Расчет затрат электроэнергии в сутки:

Vэ.с = Wn Tч.р, кВт/час(6.5)

где Tч.р - кол-во часов работы оборудования в сутки, час. (Тч.р =22,5 час.)

Потребление электроэнергии электродвигателями за год составляет:

Vэ.г = Vг.п Nд, кВт/час, (6.6)

где Nд - количество рабочих дней установки в году, дней (Кд=305 дней)

Потребление электроэнергии с учетом всех потерь:

УVэ.г = Vэ.г з, кВт/час(6.7)

где з - КПД сети (з = 0,97).

Таблица 6.4. Расчет стоимости потребляемой электроэнергии оборудованием

Наименование оборудованияКол-во двигателей, едМощность двигателя, кВтПотребляемая мощность, кВт/часПотребляемая электроэнергия в сутки, кВт/сутПотребляемая электроэнергия в год, кВт/годПотребляемая электроэнергия с учетом потерь в сети в год, кВт/годСтоимость потребляемой электроэнергии оборудованием, грнП26-86-7К1320025605760017568000170409608575000

Оплата за электроэнергию на шахте производится почасово:

- с 6:00 до 8:00 - 1кВт=0,59 грн.;

с 8:00 до 10:00 - 1кВт=1,2 грн.;

с 10:00 до 16:00 - 1кВт=0,59 грн.;

с 16:00 до 18:00 - 1кВт=1,2 грн.;

с 18:00 до 22:00 - 1кВт=0,59 грн.;

с 22:00 до 6:00 - 1кВт=0,2 грн.

Расчет почасовой оплаты за электроэнергию:

- с 6:00 до 8:00 - 6,17 кВт∙ч./т = 3,6 грн´ч/т; за 2 часа - 7,2 грн∙ч/т

с 8:00 до 10:00 - 6,17 кВт∙ч./т = 7,4 грн´ч/т; за 2 часа - 14,8 грн∙ч/т

с 10:00 до 16:00 - 6,17 кВт∙ч./т = 3,6 грн´ч/т; за 6 часов - 21,6

грн∙ч/т

с 16:00 до 18:00 - 6,17 кВт∙ч /т = 7,4 грн∙ч/т; за 2 часа - 14,8 грн∙ч/т

с 18:00 до 22:00 - 6,17 кВт∙ч/т = 3,6 грн∙ч/т; за 4 часа - 14,4 грн∙ч/т

с 22:00 до 6:00 - 6,17 кВт´ч./т = 1,2 грн∙ч/т; за 8 часа - 9,6 грн∙ч/т

Итого: 82,4 грн*ч/т

Себестоимость 1 т руды рассчитывается по формуле:

эл. = S / 24, грн/т. (6.8)

Sэл. = 82,4/ 24= 3,43 грн/т.

При использовании БЦК 8/5х2.7:

Sэл. = 96,6 / 24= 4,02 грн./т.

Таблица 6.5. Смета расходов на эксплуатацию оборудования

Наименование затратЗатраты, грн.всего на годна 1 т годового планаАмортизация оборудования5233000,2Основная заработная плата5297700,21Дополнительная заработная плата1204520,04Отчисления на социальное страхование2626890,1Вспомогательные материалы2036520,08Электроэнергия85750003,43Итого102148634,06

Вывод:

Целью проекта является модернизация подъёмной установки шахты ЧАО ЗЖРК.

Проектом предлагается реконструкция существующей подъёмной установки на более производительную установку.

Ожидаемый экономический эффект от переоборудования - снижение себестоимости 1т руды на 0.6 грн.

Выводы

Бесперебойная работа главного подъёма шахты ЧАО «Запорожский ЖРК» при работе на горизонтах 1040 и 1140 м, возможна при условии замены действующей подъёмной машины БЦК-8/5х2.7, многоканатной подъёмной машиной.

Для этого был выполнен расчёт многоканатной подъёмной установки в следующем объёме:

выбор скипа;

расчёт и выбор головных и уравновешивающих канатов;

выбор подъёмной машины;

кинематика подъёмной установки;

определение максимальной скорости движения скипа;

выбор подъёмного двигателя;

приведённая масса подъёмной установки;

определение ускорения и замедления;

построение диаграмм;

определение эквивалентной мощности подъёмного двигателя;

определение расхода энергии;

определение к.п.д. подъёмной установки;

выбрана система управления и контроля параметров подъемной установки (АСК ПУ).

По результатам расчётов была выбрана многоканатная подъёмная установка типа МПМН 5х4 с наземным расположением и копровыми направляющими шкивами; в качестве головных канатов приняты стальные круглопрядные канаты, и два уравновешивающих каната; подъёмный сосуд для рудничного подъёма типа СНМ-19; приводной двигатель безредукторный постоянного тока серии П26-86-7К.

При использовании системы управления и контроля параметров подъемной установки (АСК ПУ), обеспечиваются широкие возможности таких достижения значительного уровня эффективности управления оборудованием, технологическими процессами и производством в целом.

Для проектируемой подъёмной установки разработаны мероприятия по монтажу коренной части подъёмной машины и мероприятия по охране труда при работе на подъёмном комплексе.

Выполнен расчёт экономических показателей работы подъёмной установки.

Замена на многоканатную подъемную машину целесообразная, так как они имеют ряд существенных преимуществ по сравнению с одноканатными: меньший диаметр подъёмных канатов и канатоведущего шкива, большая безопасность работы, компактность и малые размеры, возможность подъёма больших грузов (до 60 т) с глубины до 1500-2000 м.

Список литературы

1.М.М.Фёдоров, «Монтаж и наладка шахтного стационарного оборудования», «Недра», 1974, с.432;

2.Методичні вказівки до розрахунку підйомних установок з дисципліни «Стаціонарні машини», Упоряд.: В.Г. Дерюгін, І.С. Ільїна, Ю.О. Коміссаров, В.І.Самуся. НГУ 2007 - 33с.;

.Н.К. Правицкий, «Рудничные подъёмные установки», Москва 1963 г., с. 390;

.http://www.coal.dp.ua/index.php?option=com_content&view=article&id=513%3Agimli&catid=91%3A2009-05-26-21-18-21&Itemid=1;

.http://www.nkmz.com/index.php?id=215;

.Руководство по ревизии, наладке и испытанию шахтных подъёмных установок / В.Р. Бежок, Б.Н. Чайка, Н.Ф. Кузьменко и др. 2-е изд., перераб. и доп. - М., Недра, 1982. - 391с.;

.Хаджиков Р.Н., Бутаков С.А. Горная механика: Учебник для техникумов. - 6-е изд., и доп.-М.: Недра, 1982.;

.Руководство по ревизии, наладке и испытанию шахтных подъемных установок / В.Р. Бежок, Б.Н. Чайка, Н.Ф. Кузьменко и др. 2-е изд., перераб. И доп./ - М., Недра, 1982.;

.Справочник по экономике горной промышленности. - М.: Недра 1985.;

. Л.С. Бородино, «Горная электротехника», «Недра» 1981 г., с. 304;

. Г.Д. Медведев. «Электрооборудование и электроснабжение горных предприятий», Москва «НЕДРА», 1980г., с.365 ;

. Абзалов Р.Ф., Заслов А.Я. Электрооборудование и электроснабжение горных предприятий. М.: Недра, 1977? 294с.

.В.С.Дзюбан, «Справочник энергетика угольной шахты», Москва «НЕДРА», 1983г., с.542;

.Охрана труда под ред. К.С. Ушакова. - М.: Недра, 1986. - 624 с.

.Астахов А.С., Каменецкий Л.Е., Чернегов Ю.А. Экономика горной промышленности. Учебник для вузов. - М.: Недра, 1982. - 406с.;

.Экономика, организация и планирование в горной промышленности. А.А. Черевик. - М.: Недра, 1981. - 276с.