Вода с горизонта +145 м и +200 м перепускается на горизонт +120 м.
Зумфовая водоотливная установка клетевого ствола №10 оборудована двумя насосами ВНМ-18х2.
Зумфовой водоотлив скипового ствола совмещается с гидроэлеваторной чисткой.
Вода с горизонта +20 м перепускается на горизонт –80 м где намечается оборудовать насосную установку из 10 насосов ЦНС-300х480 для откачки нормального притока 800 м3 /час и максимального 1000 м3 /час.
Для откачки воды с уклонного поля у вентиляционного ствола №2 предусматривается временная водоотливная установка из 5 насосов ЦНС-300х180 для откачки нормального (250 м3 /час) и максимального (400 м3 /час).
На поверхности вода подается по трубопроводу в очистные сооружения, которые находятся на южном борту лога «Манеиха».
1.12. Внутришахтный транспорт.
Подземный транспорт является одним из главных звеньев технологической цепи по добыче полезного ископаемого на шахте. Назначением его является транспортирование полезного ископаемого и породы от забоев по выработкам к стволу шахты, перевозка оборудования и материалов к месту производства работ и обратно, а также перевозка людей по подземным выработкам. На шахте применяются аккумуляторные электровозы. Локомативная откатка применяется в выработках с уклоном 0,005, а при выполнении специальных мероприятий 0,05. Основными типами электровозов применяемых в настоящее время на шахте являются АМ8Д, 2АМ8Д, аккумуляторный электровоз 5АРВ2. Электровоз 5АРВ2 имеет взрывобезопасное исполнение. Источник питания является аккумуляторная батарея 66ТЖНШ-300П.
1.13. Охрана окружающей среды.
Общее количество сбрасываемых сточных вод на шахте за 1998 год составило14000м3 в сутки. Все хозяйственно-бытовые сточные воды шахты в количестве 678,6м3 в сутки через насосно - перекачную станцию поступают на городские очистные сооружения.
Шахтные воды через водоотлив по трем ставам диметром 300мм подаются на поверхность и поступают на очистные сооружения механической очистки. Очистка шахтных вод производится путем механического отстаивания в горизонтальных отстойниках и хлорирование стоков известью. Хлорирование идет постоянно. Анализ на остаточный хлор производится через каждый час. Химический анализ вод, прошедших очистку и сбрасываемый в ручей Манеиха осуществляется санитарно-профилактической лабораторией.
1.14. Охрана воздушного бассейна.
Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха является промышленная котельная и горящий терриконик. Основная часть терриконика на настоящее время разобрана на строительство дорог. За отопительный сезон в котельной сгорает примерно 15000тонн угля.
Промышленная котельная шахты представляет собой отдельно стоящее здание. Оснащена котельная двумя котлами Е 1,9 . Котлы оснащены пылеулавливателями марки БЦ-2. Коэффициент полезного действия которых достигает 62-75%.
1.15. Охрана земельных ресурсов.
Шахта ведет горные работы на земельном отводе с 1935года. В результате подработки на поверхности шахты образовались провалы различной глубины, а также постоянно происходит образование трещин и оседание земной поверхности. Кроме подработанных площадей на земельном отводе шахты расположен терриконик, шесть плоских отвалов площадью 7.6га., выемки от открытых работ. Общая площадь нарушенных земель составляет около 900га. По мере образования провалов на земной поверхности по графику производится их засыпка.
Терриконик разбирается на строительство дорог. Участки земли где не будут в ближайшее время вестись горные работы с нарушением земной поверхности рекультивируются. Часть земельного отвода засеяна сосной, тополем, карагачем (около 400га.).
2. Механический и электрический расчет вентилятора главного проветривания.
Вентиляторные установки в соответствии с ПБ должны иметь резерв по производительности от 20% до 45% и обеспечивать реверсирование воздушного потока не более чем за 10 минут, при этом производительность должна составлять не мене 60% от нормальной производительности.
Правила безопасности требуют также, чтобы современные установки были оборудованы двумя одинаковыми вентиляторами: одним рабочим и одним резервным.
Компоновочная схема установки должна быть такой, чтобы утечки воздуха или его подсосы были минимальными. Утечки воздуха должны не превышать 10%.
2.1. Исходные данные.
QВ = 352 м3 /сек – производительность вентилятора;
Qш = 300 м3 /сек – производительность шахтная;
Нсут мин =1150 Па – давление минимальное;
Нсут мак = 2300Па – давление максимальное;
2.2. Выбор вентилятора.
Для проектирования и выбора вентиляторной установки из проекта реконструкции шахты берем данные о потребном расходе воздуха и давлениях в шахте в различные периоды ее эксплуатации.
Выбор вентиляторной установки поризводим по аэродинамическим и шумовым характеристикам.
По данным проекта вентиляции шахты составляем график изменения расхода QВ и давления Нсут во времени на весь срок службы вентилятора.
График QВ и Нсут наносим на сводный график областей промышленного использования вентиляторных установок главного проветривания.
После реконструкции шахты применяем вентиляторную установку ВОД – 50 в область промышленного использования которой вписался весь график изменения Qш и Нсут шахты.
По аэродинамическим характеристикам установки определяем к.п.д., при Нст min и Нстmax и мощьность двиготеля:
nmin - 0.68
nmax - 0.78
N – 2000 кВт
2.3. Характеристика вентиляционной сети.
Сводные графики областей промышленного использования вентиляторов:
Характеристика вентиляторной сети при максимальном давлении:
Rmin = Hуст min/Q2 =1150/3522 =0,009281 (2.1)
Характеристика вентиляторной сети при минимальном давлении:
Rmax = Hуст max/Q2 =2300/3002 =0,018563 (2.2)
Уравнение характеристик сети при min и max давлениях
Нуст min = 0,009281Q2 .
Нуст min = 0,018563Q2 .
В полученное выражение подставляем Q от 0,25 до 1,5 требуемой производительности и получаем соответствующее значение.
Таблица 1 – Решение уравнения характеристики сети
| Показатели |
0,25Q |
0,5Q |
0,75Q |
Q |
1,25Q |
1,5Q |
| Q м^3/сек |
88 |
176 |
264 |
352 |
440 |
528 |
| Нуст min Па |
71,875 |
287,5 |
646,875 |
1150 |
1796,875 |
2587,5 |
| Нуст max Па |
143,75 |
575 |
1293,75 |
2300 |
3593,75 |
5175 |
На основании полученных данных на аэродинамической характеристике ВОД-50 строим характеристики 1 и 2 вентиляционной сети.
2.4. Рабочие режимы
Через точку «а» и «в» заданных режимов и находим режим «с»
Q с1 =362 Q с2 =466 H с1 =1800 H с2 =3450
Прямая «а» и «в» пересекает кривую которая указывает на величину угла установки лопаток Q к=30°, т,е. угол при котором начинается эксплуатация вентилятора.
R с1 = H с1 / Q с1 2 =1800/3622 = 0,0137 (2.3)
R с2 = H с2 / Q с2 2 =3450/4662 = 0,0159 (2.4)
H с1 =0,0137358 Q1 2 : (2.5)
H с2 =0,015887 2Q2 2 : (2.6)
Таблица2 Режимы регулирования
| Показатели |
0.25Q |
0.5Q |
0.75Q |
Q |
1.25Q |
1.5Q |
Qc1 |
90.5 |
181 |
271.5 |
362 |
452.5 |
543 |
| Hc1 |
112.5 |
450 |
1012.5 |
1800 |
2812.5 |
4050 |
| Qc2 |
116.5 |
233 |
349.5 |
466 |
582.5 |
699 |
| Hc2 |
215.62 |
862.5 |
1940.63 |
3450 |
5390.63 |
7762.5 |
Построенная характеристика позволяет установить ступени регулирования рабочих режимов установки, на первой ступени угол установки лопаток равен 30°, при этом обеспечивается режим Q
2.5. Реверсирование вентиляционной сети
Реверсирование вентиляционной струи обеспечивается изменением направления движения ротора вентилятора с одновременным поворотом лопаток промежуточного спрямляющего аппарата. При этом производительность вентилятора в режимах при H=292.16 м3 /с, m=264 м3 /с, 260.5 м3 /с, состовляет соответственно 87%, 75% и 74% от заданной производительности Q =352м3 /с
2.6. Расчет необходимой мощности электродвигателя и определение расхода электроэнергии.
Мощность двигателя вентиляторной установки N,кВт определяется по формуле:
N = Q*H / 100*n; (2.7)
Где: Q- подача турбомашины, м3 /сек
Н-давление турбомашины, Па
n- к.п.д. турбомашины
На первой ступени регулирования требуемая мощность двигателя равна 830кВт
На первой ступени работы установки применяем двигатель:
СДН-17-41-16, с мощностью 1000кВт и скоростью 375 об/мин, к.п.д.=0,94, cos =0,9, U=6000 В.
Запас мощности равен:
RД = Nдв / Nmin = 1000 / 830 = 1,20482 (2.8)
Где: N дв - Мощность двигателя
Nmin - Минимальная требуемая мощность
На второй ступени регулирования требуемая мощность двигателя равна 1577кВт. Для второй ступени принимаем двигатель мощностью 2000 кВт.
Запас мощности равен:
RД =Nдв / Nmin =2000 / 1577=1,26823
Где: N дв - Мощность двигателя
Nmin - Минимальная требуемая мощность
Запас мощности принятого двигателя к расчетной мощности должен быть не менее 10-12%.
Годовой расход электроэнергии Wг , кВт* час. определяется по формуле:
Wг =(Qср* Нср / Nд* nср* nн* nд* nс* nр )nчас* nдн , (2.9)
Где : Qср =Qшах+Qmin/2 –среднее значение производительности.
Hc=Hmax+Hmin/2 –среднее значение давления.
nср -средний к.п.д. вентиляторной установки.
nп –к.п.д. передачи от двигателя к вентилятору (0,9…0,95).
nд –к.п.д. двигателя (0,85…0,95).
nс - к.п.д. электрической сети (0,95).
nчас –число рабочих часов вентилятора в сутки (24).
nдн –числоо рабочих дней в году (365).
На первой ступени регулиования годовой расход электроэнергии равен:
WГ = 1079221,63 кВт* час
На второй ступени регулиования годовой расход электроэнергии равен:
WГ
= 2558443,26 кВт*
час
Дистанционное управление и контроль вентиляторной установки осуществляется с помощью аппаратуры УКАВ.
2.7. Расчет и выбор кабельной сети высокого напряжения.
Сечение кабеля высокого напряжения определяется исходя из тока нагрузки электродвигателя. Расчет производится по допустимому нагреву, экономической плотности тока, термической устойчивости к токам к.з. и допустимым потерям напряжения.
Для расчета сечения жилы кабеля по допустимому нагреву рабочим током необходимо определить ток в кабеле Jк , А:
Jк = Nдв / 1,732 * Uн ; (2.10)
Nдв -номинальная мощность двигателя, кВт
Uн -напряжение сети, В
Jк = 2000 / 1,732 * 6 = 192,45 А.
Минимальное сечение жилы кабеля по допустимому нагреву принимаемое к прокладке 50 мм2 . Кабель прокладывается по воздуху.
Экономическое сечение жилы кабеля по допустимому нагреву рабочим током Sэк , мм2
Sэк =Jк / Jэк , (2.11)
Jк -номинальный ток.
Jэк –экономически выгодная плотность тока, (2,5 А).
Sэ к = 192 / 2,5 = 76,8мм2
Принимаем кабель сечением 95мм2 .
Минимальное сечение жилы кабеля по термической устойчивости к току короткого замыкания: Smin , мм2
Smin =J* tф 1/2 /C, (2.12)
С –коэффициент, учитывающий конечную температуру нагрева жил и напряжения кабеля.
Для кабеля с медными жилами и бумажной пропитанной изоляцией напряжением 10 кв. С=145,
Для кабеля с резиновой или полихлорвиниловой изоляцией
С=122;
tф = tрм = tвм ; - фиктивное время тока короткого замыкания,
которое для шахтных кабельных сетей можно принимать равным реальному времени срабатывания максимального реле (tрм ) и высоковольтного выключателя (tвм );
t = 0.05 + 0.1 = 0.15 с;
Jф – действующее значение установившегося тока короткого замыкания А определяется по фактической мощности тока короткого замыкания на жилах ЦПП;
Jф=Sкз * ЦПП / 31/2 U =100000/31/2 *6=9622,5 (2.13)
Где: Sкз ЦПП = 100000 КВА.- мощность тока короткого замыкания на жилах ЦПП.
Sмин =9622.5*0.251/2 /186 = 29.16 мм2 .
Принимаем кабель сечением жилы 50 мм2 ,
Сечение жилы кабеля с учетом допустимых потерь напряжения;
Sдоп = 31/2 * Jк * L2 * соsV / Y * Uдоп ; (2.14)
Где: L2 - длинна кабеля от ЦПП до двигателя вентилятора;
Y =50 м/ом мм – удельная проводимость жилы бронированного кабеля.
Uдоп – допустимая потеря напряжения в высоковольтном кабеле от ЦПП до двигателя;
Условно принимаем 2.5% от Uном ;
Uдоп = Uном * 25 / 100 = 150 В. (2.15)
Отсюда:
Sдоп = 31/2 *120*800*0.9 /50*150 = 20 мм2 ;
Из четырех значений сечений принимаем наибольшее –50 мм2 .
Окончательно принимаем кабель СБН 3 * 95 .
2.8. Расчет и выбор КРУ.
Выбор высоковольтного КРУ производится по номинальному рабочему току и напряжению по отключающей способности;
По электродинамической и термической устойчивости к токам КЗ;
Кроме того расчитывается и проверяется уставка минимального реле.
Номинальное напряжение сети известно 6 кв;
Номинальный рабочий ток высоковольтного КРУ Iном, А
Iном =Рдв / 31/2 *Uc = 192.45; (2.16)
Где: Рдв - Мощность двигателя, кВт
Uc - Напряжение сети, В
Принимаем высоковольтное КРУ типа КСО-285 на номинальные токи отключения 10 кА.
Расчетный ток отключения при коротком замыкании равен действующему значению установившегося тока КЗ JФ и определяется по мощности КЗ на жилах ЦПП J¥ = 9.62 кА.
Электродинамическая устойчивость высоковольтного КРУ
Электродинамическая устойчивость высоковольтного КРУ проверяется по iу - ударному и эффективному ( полному ) Jф току короткого замыкания, А
Iу =Ку * 21/2 *J¥ ; (2.17)
Ку =1.3 – ударный коэффициент
Iу =1.3*21/2 *9.62 =17.69 кА.
Эффективное значение тока КЗ, кА
Jф =1.09 *9.62 =10.49 , (2.18)
Расчет термической устойчивости
Расчет термической устойчивости сводится к определению соответствующего тока термической устойчивости.
JT =JФ *(tф / t)1/2 =9.62*(0.25*0.15)1/2 =12.4 кА. (2.19)
tф = 0.15 с.
Параметры принятого аппарата должны быть не менее расчетных.
Сравнение расчетных величин с параметрами принятого аппарата.
Таблица 3 Сравнение расчетных величин
| Расчетные величины |
Параметры КСО-285 |
| Uс = 6кВ |
Uн = 6кВ |
| Iнр =192.45 А |
Iнр =400 А |
| Iф =9.62кА |
Iф =20кА |
| Iу =17.69кА |
Iмах =51кА |
| Iэф =10.49кА |
Iфмах =31кА |
| It =12.4кА |
It мах =20кА |
Ток уставки максимального реле высоковольтного комплексного распределительного устройства определяется:
Iу ³ (1.2 – 1.4) Iп / Кт , А (2.20)
Где 1.2 – 1.4 – коффициент, предотвращающий ложное срабатывание максимального реле.
Кт=80 коэффициэнт трансформации трансформаторов тока.
Iпн = 1152А – номинальный пусковой ток двигателя;
Iу =(1,2-1.4)*1152/80=(17,28 – 20,16)
Выбираем уставку 20 А (Уставка выбрана из таблиц паспорта ячейки КСО-285)
I кз. На вводе в КРУ, кА
I кз. = S к /1,73* 6=9,622 (2.21)
Определяем сопротивление магистрали до шин ЦПП
rм =Uн /1,73* Iкз =6/1,73* 9,622=0,36 Ом. (2,22)
Растояние от ячейки до двигателя вентилятора 350 м, пркладываем кабель СБН 3х95.
Определяем активное сопротивление кабеля:
rк =R0* L1 =0.91* 0.35=0.06685 Ом (2.23)
Оределяем индуктивное сопротивление:
Xk =X0* L1 =0,078* 0,35=0,0273 (2.24)
Определяем полное сопротивление:
Jk =(r2 k +Xk )0.5 =(0.066852 +0.02732 )0.5 =0.07220 Ом (2.25)
Определяем установившейся ток КЗ на шинах ЦПП
I¥=6000/1,73* 0,0766=45223,26 А (2.26)
Проверяем выбранную уставку
Iкз /Iу ³1,5: (2.27)
9622/1600=6
Что удовлетворяет нашим условиям
2.9. Выбор разъединителя
Выбор разъединителя производится по номинальному току и напряжению. Исходя из выше указанных условий выбираем разъединитель типа: РВЗ-6/400 с внутренней вставкой
2.10. Выбор трансформатора для вспомогательного оборудования
Расчет ведется по коэффициенту спроса, для этого составляется таблица в которую вносятся данные вспомогательного оборудования.
Таблица№4 Вспомогательное оборудование
| Наименование потребителей |
Кол. |
Тип двигателя |
Р двиг. кВт. |
åР двиг. кВт. |
Jн, А |
Uн, В |
cosj |
| 1. Лебедка |
3 |
ВАО 42-2 |
7,5 |
22,5 |
7 |
380 |
0,86 |
| 2.Нагреватель аппарат |
2 |
ВАО 32-4 |
3,0 |
6,0 |
6 |
380 |
0,86 |
| 3.Спрямляющий аппарат |
2 |
ВАО 32-4 |
3,0 |
6,0 |
6 |
380 |
0,86 |
| 4.Тормоз эл. Магнитный |
2 |
ВАО 32-4 |
3,0 |
6,0 |
6 |
380 |
0,86 |
| 5.
Разделы сайта |