Механизация горных работ в условиях карьера "Жеголевский" ВАТ "Комсомольского Р/У"

Основные требования правил техники безопасности распределяются как на объект работы, так и на перемещение машин по автомобильным дорогам и предусматривают: управление машинами лицами не моложе 18 лет, имеющим удостоверение на право вождения; выполнение работы разрешается только на полностью отремонтированной машине. Машинист обязан постоянно наблюдать за рабочим органом и ходовыми механизмами и предупреждать возможный наезд на людей предупредительным сигналом, остановкой машины, прекращению работ; при остановке устанавливать машину на стоянке тормоза; не оставлять машину с работающим двигателем без наблюдения даже на короткие сроки; опускать рабочий орган машины на землю при остановках машины.

Только соблюдение правил безопасности ведет к нормальной работе без несчастных случаев.

1.7 Расчет и выбор оборудования водоотлива

Водоотлив является третьей стадией осушения месторождения, т.е. в период его эксплуатации. Водоотлив производится в течение всего времени эксплуатации карьера.

В зависимости от физико-механических и гидрогеологических свойств пород и условий осушение производится:

1) с поверхности водопонижающими скважинами;

2) подземными горными выработками в сочетании со сквозными, забивными и корзинчатыми фильтрами, водопонижающими скважинами и колодцами, дренажными канавами;

3) открытым водоотливом, в его состав входят опережающие зумпфы, дренажные канавы, колодцы, оборудованные насосами.

Дренаж почвы производится водопонижающими скважинами, оборудованными глубинными насосами; дренажными канавами, проведенные параллельно или перпендикулярно проведению работ; водопонижающими колодцами, пройденные в почве выработок или карьеров. Данные выработки должны закладываться в пониженных местах рельефа и откачка воды должна производиться систематически, обеспечивая стабильное понижение уровня воды.

Атмосферные осадки и паводковые воды должны регулярно удаляться откачкой или самотеком от действующих забоев, железнодорожных путей, автомобильных дорог. Расположение канав и других водоотливных устройств, а также размер их поперечного сечения и уклоны должны рассчитываться на пропуск максимального притока воды. Должны также учитываться сезонные паводковые воды и приниматься меры для борьбы с ними.

Водоотливные установки предназначены для откачки грунтовых и паводковых вод за пределы карьера. Водоотливная установка состоит минимум из трех насосов, водосборника и трубопровода, а также вспомогательных механизмов и устройств.

Большое распространение получили центробежные насосы, приводимыми трехфазными асинхронными двигателями переменного тока с короткозамкнутыми роторами. На каждый рабочий насос приходится один- два запасных насоса, другой в ремонте. Благодаря этому в случае поломки рабочего насоса в работу включают другой (запасной). Водоотливная установка должна соответствовать притоку и жесткости воды.

Рассчитываем водоотливную установку исходя из условия, что весь суточный приток должен быть откачан за 20 часов;

Требуемая расчетная подача насоса:

где,Qo - часовой приток по карьеру;

18000м3/ч - суточный приток (из условия).

Ориентировочный напор насоса:

где, Нг - геодезическая высота напора воды(м).

Из этого условия принимаю 2 насоса ЦНС-1250-140

(один в работе и один в резерве).

Расчетная мощность электродвигателя:

где, Qн - производительность насоса м3/ч;

с - плотность воды;

з-кпд двигателя;

Нг - геодезическая высота напора.

Принимаю двигатель «Украина» - 560L4У5, с техническими характеристиками - Nном= 630кВт; частота вращения 1485 об/мин; ток статора 73А; кпд 94,7%; cosц =0,87.

1.8 Электроснабжение карьера

1.8.1 Характеристика электроприемников

Все потребители горных предприятий по требуемой степени бесперебойности электроснабжения в соответствии с требованиями ПУЭ подразделяют на три категории.

К потребителям первой категории относятся такие, для которых перерыв в подаче электроэнергии может повлечь за собой: опасность для жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству, связанный с повреждением оборудования, массовым браком продукции, расстройством сложного технологического процесса. Потребители первой категории должны быть обеспечены 100 % -ным резервным питанием от двух независимых источников электроэнергии, а перерыв в подаче электроэнергии допускается только на время необходимое для ввода резервного питания (АВР).

К электроприемникам второй категории относят такие, у которых перерыв в подаче электроэнергии связан с массовым недоотпуском продукции, простоем рабочих, механизмов и транспорта. Перерыв в подаче электроэнергии допускается только на время, необходимое для включения резервного питания дежурным персоналом или выездной оперативной бригадой. Электроприемники второй категории рекомендуется обеспечивать электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания.

Для потребителей третьей категории перерыв в подаче электроэнергии допустим на время необходимое для ремонта или замены поврежденного оборудования, это время не должно превышать одни сутки.

Характеристику электроприемников запишем в таблицу:

1.8.2 Расчет освещения

Продолжительность темного времени суток зимой и летом в зависимости от расположения района открытых горных разработок колеблется в широких пределах. Поэтому необходимо правильно организовать электрическое освещение при этом возрастает производительность труда и повышается качество выполняемых работ, улучшаются условия труда, сокращаются аварии и травматизм, повышается безопасность перемещения людей и всех видов транспорта в карьере.

Кроме того, нормальное освещение создает хорошую обозреваемость всей территории карьера, отдельных забоев, отвалов. При устройстве электрического освещения на карьерах необходимо учитывать большие пространства, особенности погоды (дождь, снег, туман и т.д.) и большую запыленность воздуха.

При расчете освещения на карьере необходимо учитывать такие величины как световой поток - лучистый поток, оцениваемый по его действию на глаз; сила света - угловая пространственная плоскость светового потока, излучаемая источником; а также освещенность на карьере должна быть не менее 0,2 лк.

Освещение на карьерах осуществляется электрическими осветительными приборами дальнего действия к ним относятся прожектора и светильники с ксеноновыми лампами.

Для расчета освещения сначала необходимо рассчитать площадь карьера и суммарный световой поток.

1. Определяем площадь карьера:

2. Определяем суммарный световой поток:

где, Еmin=0,2лк-требуемая освещенность для отдельных участков;

Кз = (1,2ч1,5)-коэффициент запаса;

Кп = (1,15ч1,5)-коэффициент потери.

Для освещения карьера выбираем светильник СКсН с лампой ДКсТ-20000. Напряжением 380 В, мощностью 20 кВт, Fл=600000 лм.

3. Определяем количество светильников:

принимаем 3шт.

1.8.3 Расчет и выбор трансформаторов

Трансформатор на ГПП выбираем по нагрузке, с учетом коэффициента спроса.Результаты расчетов сведем в таблицу:

1. Определяем полную мощность трансформатора:

На ГПП карьеров, имеющих потребители 1-й и 2-й категорий по бесперебойности электроснабжения, должно быть установлено два трансформатора. При аварии или выводе в плановый ремонт одного из них второй должен обеспечивать всю нагрузку потребителей.

Исходя из этого принимаем два трансформатора типа ТМ 4000/35

Техническая характеристика ТМ 4000/35

Номинальная мощность, кВА 4000

Верхний предел напряжения, кВ

ВН 35

НН 6,3

Потери, Вт:

х.х. при номинальном напряжении 9500

к.з. при номинальном нагреве 33500

Напряжение к.з.,% от номинального 7,5%

Ток х.х.,% от номинального 3%

Чтобы выбрать трансформатор для подключения бурового станка СБШ-250 при помощи ПКТП необходимо рассчитать мощность трансформатора.

3. Определяем расчетную мощность трансформатора для СБШ-250:

Выбираем трансформатор типа ТМ 400/6

Техническая характеристика ТМ 400/6

Номинальная мощность, кВА 400

Верхний предел напряжения, кВ:

ВН 10

НН 0,4

Потери, Вт:

х.х. при номинальном напряжении 1600

к.з. при номинальном нагреве 5800

Напряжение к.з.,% от номинального 4,5%

Ток х.х., % от номинального 3%

1.8.4 Расчет воздушных линий

L4=1375м L7=800м

L11=100м

L2=250м L5=100м L8=100м

L12=275м

L3=650м L6=275м L9=375м

L13=250м

L14=375м

Главными элементами воздушной ЛЭП являются неизолированные провода. В настоящее время применяются алюминиевые, сталеалюминевые и медные провода. По конструкции провода могут быть однопроволочными изготовленными из одного металла, многопроволочными изготовленными из нескольких металлов.

При эксплуатации воздушных ЛЭП необходимо учитывать и принимать соответствующие меры против таких явлений как: гололеда, вибрации проводов, грозовых поражений, разрывов жил и т. д.

Для кабельных ЛЭП применяют силовые кабели с медными или алюминиевыми жилами в свинцовой, алюминиевой или поливинилхлоридной оболочке.

Выбор сечений жил проводов и жил кабелей производится с учетом влияния нескольких факторов. К техническим факторам относятся: способность проводника выдерживать длительную токовую нагрузку; термическую стойкость в работе в режиме к.з.; потери напряжения в проводниках от проходящего по ним тока; механическая прочность. К экономическим факторам относится экономическая плотность тока.

1. Определяем расчетные токи линий:

Iэкс - расчетный ток экскаватора:

Iбс - расчетный ток бурового станка:

Iв- расчетный ток водоотлива:

Ic- расчетный ток светильника:

IL1 -расчетный ток линии L1:

Все остальные расчеты проводим аналогично.

Принимаем провода марки А.

2. Определяем сечение провода:

а) по нагреву

По расчетному току находим сечение провода из справочника и результаты сводим в таблицу.

б) по механической прочности.

По условиям механической прочности на воздушных ЛЭП напряжением до 35 кВ минимальным сечением для алюминиевых проводов является - 25 мм 2.

в) по экономической плотности.

Где, jэк - нормированное предельное значение экономической плотности тока, зависящее от материала проводника и продолжительности использования максимума нагрузки в год (стр.31 задачник по ГЭТ Авсеев).

г) по потере напряжения.

Определяем сечение провода (мм2) по допустимой потере напряжения по формуле:

где, г =32 удельная проводимость алюминия.

ДUдоп - допустимая потеря напряжения,В;

Результаты расчетов сводим в таблицу:

1.8.5 Расчет токов короткого замыкания

Коротким замыканием называется нарушение нормальной работы электроустановки, вызванное замыканием фаз между собой, или замыканием фазы на землю.

Токи к.з. в современных мощных электросистемах могут достигать огромных значений (10-100 тыс. ампер). Поэтому оборудование электроустановок должно обладать достаточной электродинамической (механической) и термической стойкостью к действию токов к. з.

Причинами возникновения короткого замыкания могут быть:

1. Нарушение изоляции происходящее вследствие её несовершенства, или посторонних причин (обрыв, удар молнии, попадание посторонних предметов).

2. Ошибки при ремонтных работах, включениях и отключениях.

Несмотря на все меры, принимаемые при проектировании и эксплуатации, вероятность короткого замыкания не исключена, поэтому правильный выбор электрооборудования, основанный на знании характера протекания короткого замыкания и ожидаемого тока, является самой действенной мерой предотвращения опасных последствий к.з.

Короткие замыкания бывают:

· трёхфазные - возникающие при одновременном замыкании накоротко всех трёх фаз;

· двухфазные;

· однофазные - возникающие при замыкании между фазой и землёй.

Процесс протекания короткого замыкания слагается из двух режимов:

1. Переходного:

o ударный ток - возникает в течении первых 0,01-0,2 секунд, сопровождается электродинамическим эффектом, способным сорвать провода с изоляторов, повредить обмотки двигателей, трансформаторов;

o разрывной ток - появляется в течении первых 0,2 секунд, в течении которых сеть должна быть отключена автоматической защитой.

2. Установившегося. Возникает при несрабатывании защиты, ведёт к злектротермическому эффекту.

Для вычисления токов короткого замыкания по расчетной схеме составляют схему замещения, в которой указывают сопротивления всех источников и потребителей, и намечают вероятные точки для расчета токов короткого замыкания.

Расчет токов короткого замыкания рекомендуется производить в относительных единицах.

1. Расчетная схема:

2. Схема замещения:

3. Принимаем базисную мощность и базисное напряжение:

Uб1=6,3кВ; Uб2=0,4кВ; Sб=10мВА

4.Определяем базисные токи:

5. Определяем индуктивное сопротивление системы:

6. Определяем индуктивное сопротивление отдельных участков:

а) индуктивное сопротивление трансформаторов на ГПП

б) индуктивное сопротивление карьерной ВЛ и кабельных линий

где, Х0=0,4 Ом/км

в) активное сопротивление карьерной ВЛ и кабельных линий

где,с=28 - для алюминия и 54 - для меди;

S - сечение провода.

для кабелей R0 приведены в таблице 9.8 (стр. 193. Медведев Г.Д. Электрооборудование и электроснабжение горных предприятий)

7.Определяем результирующее сопротивление до точек к. з.:

8. Определяем результирующие сопротивления:

до точки К1:

до точки К2:

до точки К3:

до точки К4:

до точки К5:

до точки К6:

9. Определяем установившийся трехфазный ток к.з.:

10. Определяем ударный ток:

кА

11. Определяем установившийся ток:

кА

12. Определяем мощность короткого замыкания:

МВА

Данные расчетов сводим в таблицу:

Проверяем выбранное сечение кабеля экскаватора по термической устойчивости к токам к.з.

где, Ik(3)-установившийся ток к.з.;

tф - 0,2 время прохождения тока к.з.(принимается равным времени действия защитного реле + собственное время отключения силового выключателя);

С - 141 коэффициент для кабелей с медными жилами.

Окончательно выбираем кабель КГЭ - 3х16,1х10.

1.8.6 Выбор электрооборудования

В схеме открытого РУ 35 кВ на ГПП принимаем отделители, короткозамыкатели, разъединители. Выбор этого оборудования производим по напряжению, току и по току термической стойкости.

Выбираем отделители типа ОД (3) - 35/630 У1, короткозамыкатели КРН - 35 У1 и разъединители РВ (3) - 35/630 УЗ.

Технические характеристики:

Выбор комплектно - распределительного устройства 6 кВ, которое предназначено для подключения рабочего оборудования карьера.

1. Определяем пусковой ток экскаватора ЭКГ- 5А:

А

Исходя из этих расчетов выбираем КРУ типа ЯКНО-6.Все расчеты сводим в таблицу:

Каталожные данные превышают расчетные, значит ячейка выбрана правильно.

Определяем ток срабатывания реле:

А

где, Кн=1,5; Ксх=1; Кт=20

Исходя из расчета по таблице выбираем токовое реле РТМ с током уставки Iy = 6 A.

Выбор низковольтной аппаратуры ПКТП 400/6.

По справочнику выбираем оборудование для высокой стороны: разъединители РВ 400/6, UH=6 кВ, Iр=400 А, Iу=41 кА. Выбираем предохранители типа ПК 2-6-50, UH=6 кВ, Iн=80 А, Iп вст=250 А.

Для низкой стороны определяем расчетный ток нагрузки:

Iр=586 А

Выбираем автоматический выключатель А 3736 Ф.

Технические характеристики:

Выбор автоматических выключателей производим по номинальным параметрам из условия:

где, - расчетное напряжение,В;

- номинальное напряжение автоматического выключателя, В;

- расчетный ток, А;

- номинальный ток автомата, А.

Выбранный автоматический выключатель проверяем на отключающую способность:

Уставка тока максимальной защиты автоматического выключателя проверяется по соотношению:

где, - минимальный ток к.з. в наиболее удаленной точке сети;

1,5 - коэффициент чувствительности;

1.8.7 Расчет и устройство защитного заземления

В качестве электродов применяем круглую сталь диаметром 14 мм, длиной 5 м, соединительные проводники выполняем из той же стали. Корпуса электрооборудования присоединяем болтовым соединением к соединительному проводнику.

1. Определяем сопротивление центрального заземлителя:

Ом

Ом

2. Сопротивление одного электрода:

для глинистого грунта ;

Ом

3. Определяем необходимое число электродов заземлителя:

шт.

Принимаем 6 штук электродов.

Местное заземление устанавливаем в местах расположения оборудования.

1.8.8 Выбор защиты от перенапряжений

Перенапряжением - называется повышение напряжения до величины, опасной для изоляции электроустановки. Различают два вида перенапряжений: коммутационные, атмосферные.

Атмосферные перенапряжения - следствия прямых ударов молний в воздушную линию. Атмосферные перенапряжения могут достигать нескольких миллионов вольт, что опасно для электроустановок.

Коммутационные перенапряжения возникают при отклонении токов К.З. в линии или при резком изменении нагрузки.

Для защиты от коммутационных и атмосферных перенапряжений применяем разрядники:

- в местах перехода с ВЛ на кабельную линию трубчатые разрядники РТФ - 6/0,5;

- в ПКТП со стороны 6 кВ устанавливаем вентильные разрядники РВО - 6;

- приключательные пункты экскаваторов оборудуем вентильными разрядниками РВО - 6;

- открытые РУ - 35 кВ оборудуем разрядниками РВС - 35 для защиты от прямых ударов молнии.

Разрядник РВС-35 состоит из блока многократных искровых промежутков (1) и рабочих нелинейных резисторов (2), заключенных в герметично закрытой фарфоровой покрышке (3). Рабочий резистор разрядника изготовлен из спецмассы “Вилит” и обладает нелинейной вольт-амперной характеристикой. Разрядник РВС-35 устанавливается на изолированном от “земли” основании (4) для удобства присоединения регистратора срабатывания и для измерения токов проводимости.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5