165

Титульник

Задание

Аннотация

Кожевников В.Ю. Автоматизация производственных процессов в условиях ОАО «Шахта «Большевик»: Дипломный проект по специальности «Электромеханика» (140601). – Новокузнецк, 2007. – 147 с. Табл. 32, ил. 13, источников 12, чертежей 4 листа.

Разработан проект Автоматизации производственных процессов в условиях ОАО «Шахта «Большевик». Приведены характеристики горно-геологических условий проектируемой шахты. Произведен расчет лавы 30-48 в условиях шахты ОАО «Шахта «Большевик».

Рассмотрены вопросы механизации добычи угля на основе использования комплекса «МКЮ-4У» с применением комбайна К500Ю. Выполнен расчёт электроснабжения шахты и участка. Рассчитаны технико-экономические параметры добычного участка шахты.

Рассмотрены вопросы охраны труда и охраны окружающей среды на производстве.

Исполнитель Калёнов С.Р.

Annotation

The Project of complex mechanization and automation of productions in conditions of mine(shaft) "Bol’shevic".

The Degree project on a speciality «Electromechanics»

Characteristics of mountain - geological conditions and improvement of a layer 30-48 in conditions of mine(shaft) " Bol’shevic " Are carried out(spent).

Questions of mechanization of a coal mining Are considered on the basis of use of a complex " МКЮ-4У " with application of a combine К500Ю.

Calculation of electrosupply of mine(shaft) and a site Is executed. Are given technico-economic parameters a site of mine(shaft).

Questions of a labour safety and ecology of manufacture Are considered.

Executor Kalenov S.R.

Содержание

Введение 7

1 Технология и комплексная механизация 8

1.1 Горно-геологическая характеристика шахтного поля 8

1.2 Категория шахты по газу и пыли 12

1.3 Запасы полезного ископаемого 12

1.4 Проектная и фактическая мощность шахты 13

1.5 Схема вскрытия шахтного поля 13

1.6 Проветривание шахты 15

1.7 Водоприток шахты 17

1.8 Применяемая система разработки 18

1.9 Механизированный комплекс МКЮ-4У с комбайном К500Ю. 18

1.10 Проверка крепи по допустимой скорости воздушной струи 19

1.11 Расчет нагрузки на очистной забой 20

1.12 Технология ведения очистных работ 26

1.13 Техника безопасности при ведении очистных работ 26

1.14 Численность и производительность труда рабочего очистного забоя 28

2 Экономическая часть 30

2.1 Выбор режимов работы предприятия, участка рабочих и расчёт трудовых показателей 30

2.2 Определение явочной со списочной численности трудящихся 30

2.3 Расчёт трудозатрат на выполнение работ 31

2.4 Расчёт расходов по элементу «материальные затраты» 34

2.4.1 Определение затрат шахты на оплату электроэнергии 35

2.4.2 Определение затрат участка шахты на оплату электроэнергии 37

2.5. Расчёт амортизации основных фондов 38

2.6. Затраты на монтаж и демонтаж оборудования проектируемого участка 40

2.7. Затраты на проведение подготовительных выработок оконтуривающих выемочный участок 40

2.8 Показатели экономической эффективности 42

2.9. Смета затрат на содержание и эксплуатацию машин и оборудования 43

3 Электроснабжение 44

3.1 Выбор схемы питания шахты и величины питающего напряжения 44

3.2 Выбор силовых трансформаторов 46

3.3 Расчет воздушных и кабельных линий электропередач 48

3.3.1 Воздушная линия, питающая ГПП 49

3.3.2 Воздушная линия, питающая РП-6кВ 51

3.3.3 Кабельная линия, питающая РП-6 кВ(КЛ 1) 52

3.3.4 Кабельная линия, питающая ЦПП (КЛ 2) 53

3.3.5 Кабельная линия, питающая участок №1 (КЛ 3) 54

3.4 Расчет токов короткого замыкания 56

3.5 Проверка кабельных линий по току короткого замыкания 59

3.6 Компенсация реактивной мощности 60

3.7 Определение потерь мощности и электроэнергии 61

3.8 Источники оперативного тока 62

3.9 Выбор оборудования ГПП 64

3.9.1 Выбор КРУ для ГПП 64

3.9.2 Выбор выключателей 65

3.9.3 Выбор разъединителей, отделителей и короткозамыкателей 66

3.9.4 Защита от перенапряжений 68

3.10 Выбор оборудования ЦПП 69

4 Электроснабжение очистного участка 70

4.1 Расчет ПУПП №1 73

4.1.1 Выбор ПУПП 73

4.1.2 Выбор и проверка кабельной сети участка по допустимой нагрузке 75

4.1.3 Проверка кабельной сети участка по допустимым потерям напряжения при нормальном режиме 77

4.1.4 Проверка кабельной сети по потерям напряжения при пуске наиболее мощного и удаленного электродвигателя 79

4.1.5 Проверка кабельной сети по сопротивлению изоляции и емкости 81

4.1.6 Расчет токов КЗ 82

4.1.7 Проверка кабелей по термической устойчивости 86

4.1.8 Выбор и проверка низковольтной аппаратуры управления и защиты 86

4.2 Расчет ПУПП №2 88

4.3 Расчет ППУП №3 98

4.3.1 Выбор ПУПП 100

4.3.2 Выбор и проверка кабельной сети участка по допустимой нагрузке 101

4.3.3 Расчет токов короткого замыкания 102

4.3.4 Выбор и проверка низковольтной аппаратуры управления и защиты 103

4.4 Расчет ПУПП №4 105

4.5 Выбор высоковольтного оборудования 111

4.5.1 Выбор высоковольтной ячейки 111

4.5.2 Выбор и проверка высоковольтного кабеля 112

4.5.3 Выбор и проверка уставок токовых реле высоковольтных КРУ 112

4.6 Газовая защита 113

4.7 Энергетические и экономические показатели 114

5 Охрана труда 115

5.1 Правила поведения людей в аварийной ситуации 115

118

5.2 Безопасность при эксплуатации конвейерного транспорта 118

6 Охрана окружающей среды 123

Очистка сточных вод 123

7 Защита людей при чрезвычайных ситуациях 136

Использование горных выработок в качестве защитных сооружений при чрезвычайных ситуациях 136

8 Специальная часть 142

Заключение 163

Список использованных источников 164

Лист замечаний

________________________________________________________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

Введение

Угольная промышленность занимает важное место в хозяйстве стран, располагающих запасами угля. Она является главнейшим поставщиком первичного сырья и топлива. Угольные месторождения на территории 63 угледобывающих стран мира характеризуются исключительным разнообразием сложнейших условий, не имеющих места ни в одной другой отрасли промышленности, связанной с добычей топлива. Основной проблемой угольной отрасли в настоящее время является увеличение глубины ведения горных работ и, как следствие, ухудшение горно-геологических условий залегания угольных пластов.

Современное горное предприятие – это крупное механизированное и автоматизированное хозяйство, характеризующее многообразием технологического оборудования, в работе которого в оптимальных режимах требуется согласованность и взаимодействие между его отдельными звеньями.

Рациональное использование материальных и трудовых ресурсов, перевооружение угольных предприятий на базе новой высокопроизводительной техники, внедрения прогрессивных технологий и способов управления дают возможность резко повысить производительность труда и качество продукции.

Рост добычи полезных ископаемых в горной промышленности достигается главным образом в результате технического перевооружения предприятий на базе комплексной механизации и автоматизации производственных процессов и повышения производительности труда, а также улучшение экономической эффективности производства.

1 Технология и комплексная механизация

1.1 Горно-геологическая характеристика шахтного поля

Поле шахты ”Большевик” расположено на севере Байдаевского геологоэкономического угленосного района Кузбасса. В административном отношении Байдаевское месторождение относится к Новокузнецкому району Кемеровской области и непосредственно примыкает к черте города Новокузнецка. Месторождение занимает водораздельное пространство между реками Томь и Абашева, границы его: на юге и западе – река Томь, на востоке река Абашева, на севере – антиклинальный перегиб между Байдаевской и Кушеяковской брахисинклиналями.

Район – экономически развит. На его территории действуют 6 шахт угольных компаний: ”Южкузбассуголь”, ”Облкемеровоуголь” и ш/у «Антоновское».

Все шахты соединены с г. Новокузнецком железными и асфальтированными дорогами.

Шахтное поле занимает водораздел между реками Томь и Есаулка, изрезанный многочисленными долинами мелких рек и их притоками. Наиболее высокие отметки рельефа приурочены к средней части водораздела (+400м), а самые низкие - в пойме Есаулки (+200м).

Сейсмичность района- 7 баллов.

Шахта имеет лицензию на право пользования недрами (основное поле и части Восточного блока), согласно которой, в пользование «Владельцу лицензии предоставлена часть Байдаевского месторождения (геологические участки Антоновский 1-2 и Есаульский 3-4)». В пределах участков Антоновский 1-2 расположено так называемое «Основное поле», дорабатываемое шахтой, а в пределах участков Есаульские 3-4 – «Восточный блок» (прирезка).

Угленосные отложения Восточного блока относятся к ленинской свите ерунаковской подсерии кольчугинской серии Кузбасса верхнепермского возраста.

Литология Восточного блока типична для угленосных формаций. Соотношение литологических типов пород в интервале пластов 38-26а приведено в табл. 1-1. Изменение литологического состава по площади не существенно. Общая мощность свиты немногим превышает 500 м.

Общая угленосность разреза ленинской свиты имеет довольно выдержанное значение, составляя 4,4%.

Таблица 1-1 – Литологический состав ленинской свиты (в %) по Восточному блоку

Наименование пород	Содержание пород, %
Песчаник среднезернистый	1,9
Песчаник мелкозернистый	13,9
Алевролит крупнозернистый	12,7
Алевролит мелкозернистый	29,4
Алевролит глинистый	8,6
Аргиллит	23,4
Аргиллит углистый	0,9
Уголь	4,4
Углисто-карбонатная конкреция	0,2
Переслаивание всех типов пород	4,6
Всего, %	100
Мощность свиты, м	569

Угленосные отложения повсеместно перекрыты отложениями четвертичного возраста (суглинки, глины) мощностью 4-22 м.

Пласты угля залегают в форме брахисинклинальной асимметричной складки. Ось складки имеет северо-западное простирание и очень полого погружается в данном направлении. Дно складки широкое, пологое (порядка 2-5°), осложненное волнистостью. Северо-восточное крыло складки очень короткое, т. к. срезано взбросами, падение его пологое – 2-5°. Юго-западное крыло складки – полное, с изменчивыми углами падения в сторону севера и севера-востока. От выходов пластов угля под наносы и до глубины 250-280 м. (гор. ±0 м.) падение пластов круто-наклонное (от50° до 30°), ниже – пологое (15-5°). Пласты угля рассматриваемого Восточного блока разбиты множеством дизъюнктивных нарушений (порядка 20 нарушений различной протяжённости и амплитуд).

По сложности тектонического строения Восточный блок относится к усложненному типу, хотя здесь можно выделить участки с интенсивной нарушенностью и более спокойные. Четких границ между участками не существует.

В границах Восточного блока шахты залегают пласты 34, 33, 32, 31, 30, 29а.

На выходах пластов в зоне аэрации и колебания уровня подземных вод угли окислены. Глубина зоны окисления не везде одинакова: наибольшая отмечается на водоразделах, наименьшая – в пониженных частях рельефа. Средняя глубина зоны окисления наибольшей величины (39 м) проявляется на водоразделах; на склонах уменьшается до – 24 м, в логах до – 13 м.

Вмещающие породы представлены, в основном, алевролитами разнозернистыми, а также песчаниками и аргиллитами.

Пласты угля газоносны. Глубина залегания метановой зоны в пониженных формах рельефа составляет 25-40 м, на склонах и водоразделах – 50-170 м. Метанообильность угольных пластов на горизонтах +200, +100, ±0, -100,-200 изменяется в пределах соответственно 2,8-8,7; 7,8-13,2; 12,2-16,1; 13,8-17,8; 17,1-20,5 м3/т.

Пласты участка имеют выход летучих от 36,2 до 38,4 % и являются опасными по взрываемости угольной пыли.

Угли относятся к каменным спекающимся гумусового ряда, сложены, в основном, витринитом.

Угли пластов 34, 33, 32, и 30 относятся к марке ГЖО, а угли пласта 29а - к марке ГЖ.

Средняя температура горных пород равна на горизонтах, м (абс.) ±0, -100,-200 соответственно 13,1, 15,9, 18,7.

Естественная радиоактивность пород и угля по данным гаммакаротажа – фоновая и слабо надфоновая.

Угли всех пластов относятся к опасным по самовозгоранию

Общая характеристика всех пластов шахтного поля в границах Восточного блока приведена в таблице1-2.

Таблица 1.2 – Характеристика рабочих пластов

№ пласта	Мощность, м	Угол падения, град.	Мощность породных прослоев, м	Кровля	Почва
32	0,822,85	510	0,05-0,25	алевролит мелкозернистый очень редко алевролит крупнозернистый и песчаник	алевролит мелкозернистый меньше песчаник и алевролит крупнозернистый
30	0,473,94	510	0,010,45	алевролит мелкозернистый очень редко алевролит крупнозернистый и песчаник	алевролит мелкозернистый редко песчаник и алевролит крупнозернистый
29а	1,027,50	510	0,03-0,10	алевролит мелкозернистый	алевролит мелкозернистый и крупнозернистый

Не утверждены запасы каких-либо полезных попутных ископаемых и полезных попутных компонентов в породах и углях пластов, в подземных водах поля шахты “Большевик” .

Содержание редкоземельных элементов в углях, в том числе германия и галлия, не превышает фоновых значений и не представляет промышленного интереса.

Вмещающие породы содержат свободную двуокись кремния в пределах 26,5-41,9% и являются силикозоопасными.