1.7 Транспортировка руды и породы в шахте и на поверхности

Транспортировка руды и породы к стволу шахты «Скиповая» оборудованному двумя скиповыми подъемами рудным и породным, предусматривается контактными электровозами К-10 в вагонетках с глухим кузовом ВГ-2,2. Колея откаточного пути 750 мм. Учитывая большую протяженность рудного поля транспортировку рабочих к забоям предусматривается осуществлять в пассажирских вагонах ВП-18. Доставку крепежного леса и арочной металлической крепи к забоям производиться в лесодоставочных вагонетках Л-750, а оборудование – на специальных платформах ПОЗ -0-00. Горизонт 600 метра является опорным горизонтом.

Питание электровозов предусмотрено от автоматизированных преобразовательных агрегатов АТП-500/275М, установленных в камерах ЦПП 6/0,4 кв шахт «Центральная» и «Восточная», а также в участковых подстанциях, расположенных в протяженных выработках.

Контактная сеть горизонта 600 м выполнена медным проводом, установка коммутационного оборудования, и снабжена средствами предупреждения о наличии контактного провода и движении электровоза. Безопасность движения электровоза на горизонте обеспечивается применением 2-х световой светофорной сигнализации.

После выдачи руды на поверхность руда машинами МАЗ доставляется на обогатительную фабрику Ф311,0 им Артема.

1.8 Организация электромеханической службы шахты

Во главе электромеханической службы шахты стоит главный механик. Ему подчиняется главный энергетик, который курирует работу вентиляторной установки, рудоподъемов стволов «Центральный» и «Скиповой», работу компрессорной, калориферной, главной понизительной подстанции 110/6 кВ, расположенной на поверхности, также занимаются телефонной связью по шахте.

Службе главного механика для решения вышеизложенных задач поставлено подразделения слесарей обще механической группы. Главный механик курирует работу участковых электромехаников.

1.9 Общие сведения об автоматизации, диспетчерском управлении и контроле технологических процессов на шахте.

Для обеспечения контроля за работой всех подразделений ОАО «Южуралзолото Группа Компаний» создана диспетчерская служба предприятия.

Диспетчер предприятия починяется непосредственно заместителю директора по производству. Диспетчерская служба находится в АБК предприятия и обеспечивает передачу информации для нужд управления производством и безопасности, оперативный контроль и учет хода параметров отдельных механизмов, участков, технологических процессов в шахте и по предприятию в целом.

Аппаратура контроля и управления установленная в диспетчерской позволяет осуществлять визуальный контроль за работой вентилятора главного проветривания. Диспетчерский пункт управления обеспечивает соединение диспетчера с любым абонентом телефонных станций, также связь с переносными рациями, типа «Motorolla», которыми обеспечены особенно важные объекты ОАО «ЮГК».

Осуществление связи с подземными потребителями осуществляется за счет включения аппаратов в две автоматические телефонные станции, имеющие связь между собой и городом, а также выходом на международную телефонную станцию. Телефонные аппараты устанавливаются в околоствольных дворах, камерных выработках, а также в местах разгрузки руды.

Связь машинистов подъемных установок осуществляется с помощью аппаратуры стволовой сигнализации АШС-1.

Для оповещения рабочих подземных участков установлена аварийная сигнализация.

2. Специальная часть

2.1 Обоснование необходимости проекта

В связи с углубкой ствола "Восточная" с горизонта 762 м до 812 м и дальнейшем его разработкой необходимо будет установить насос 2ЭЦВ10-63-110 в зумпфе горизонта 812 м для откачки воды.

С зумпфа горизонта 812 м до водосборника горизонта 712 м.

С водосборника горизонта 712 м до главного водосборника горизонта 512 м, насосом ЦНС-300

С главного водосборника горизонта 512 м, на поверхность насосом ЦНС-300.

Избавляемся от линии перекачки с горизонта 762 м в водосборник 712 м, путем его обхода, отпадает необходимость содержать обслуживающий персонал.

2.2 Исходные данные для проектирования и расчета насосной установки горизонта 812 м

Приток нормальный	Qпр = 7,0 м3/ч
Водородный показатель шахтной воды	рН= 6,5...8,5
Плотность шахтной воды	ρ= 1020 кг/м3
Длина горизонтального трубопровода	Lг= 10 м
Общая длина напорного трубопровода	Lн = 100м
Разность высотных отметок горизонтов перекачки воды	Нг= 812-712= 100 м

2.3 Определение типа насоса

По альбому погружных насосов (А - 363-72 ВИоГЕМ) принимаем насос 2ЭЦВ10-63-110.

Технические характеристики насоса 2ЭЦВ10-63-110.

Подача, м3/час	63
Напор, м	110
Мощность двигателя 2ЭЦВ10-63-110, кВт	32
Число ступеней, шт	5
Частота вращения, об/ мин	2920
КПД насоса	0,7
Диаметр рабочего колеса, мм	134
Диаметр насоса, мм	234
Коэффициент быстроходности	204
Длина агрегата, мм	1370

Ориентировочный напор насоса Н_ор, вычисляем по формуле:

Н_ор = 1,1*Н_г (1)

где Н_г - геодезическая высота нагнетания, м.

Н_ор = 1,1 *100= 110

Общая длина трубопровода Н_общ, м, при диаметре напорного трубопровода d=120 мм, составляет:

Н_общ = Н_г +h_сл (2)

Н_общ = 100+10= 110

Минимальная расчетная производительность водоотливной установки Q_мин, м³/час, определяется из условия, что суточный приток воды должен быть откачан за 20 часов:

Q_мин = Q_пр*24/20 (3)

Q_мин = 7*24/20 = 8,4

Предусматривается установка двух насосов 2ЭЦВ10-63-110, имеющих в оптимальном режиме подачи Q_опт = 10 м³/час и напор Н_опт= 110 м, при напоре на одно рабочее колесо Н_к= 22м.

Необходимое число последовательно соединенных рабочих колес насоса Z_к составляет:

Z_к = Н_ор/Н_к (4)

где Н_к - напор на одно рабочее колесо, м

Z_к = 110/22 = 5

2.4 Расчет трубопровода. Определение диаметра трубопровода

В расчете трубопровода скорость воды в нагнетательном ставе допускается принимать V= 2 - 2,5 м/с, поэтому принимаем допустимую скорость 2, 0 м/с.

Определяем оптимальный диаметр напорного трубопровода D_опт, м, по формуле:

D_опт = k*0,0131*Q^0,476 (5)

где k- коэффициент, равный 1.

Q - расход воды через нагнетательный трубопровод при номинальной подаче насоса , 10 м³/час.

D_опт = 1*0,0131*10^0,476 = 0,11

Принимаем диаметр установленного нагнетательного трубопровода

D = 120 мм, толщина стенки 5 мм.

2. 5 Расчет пропускной способности трубопровода

Потери напора в трубопроводе определяются как сумма потерь от гидравлических сопротивлений на его прямых участках и местных сопротивлений в фасонных частях и арматуре трубопровода.

Потери напора на местные сопротивления Н_м, м, вычисляем по формуле

H_м =ξ_зад*V²/2g (6)

H_м = 0,25*2² / 2*9,8 = 0,05

Значения коэффициентов местных сопротивлении ξ в зависимости от ним арматуры и фасонных частей трубопровода принимают по табличным данным

Принимаем, что при прокладке напорного трубопровода на нем будет установлено колено с углом поворота 90° ξ= 0,35, задвижки ξ_зад = 0,25.

Σξ_н = ξ_к+ ξ_зад (7)

Σξ_н = 0,35+0,25=0,6

Общие потери напора Σh,м, в трубопроводе насосной установки

Σh = h_n.n+Σh_мп+h_п.м + Σh_M._H (8)

где h_пп и h_пн н - потери напора на прямом участке соответственно подводящего и напорного трубопроводов, м;

Σh_мп и Σh_мн - суммарные потери напора на местных сопротивлениях подводящего и напорного трубопроводов, м.

На основании формул:

Σh = (λ_п*l_п/d_п+ Σξ_п)V_п²/2g+( λ_н * l_н/d_н+ Σξ_н )V_н²/2g, (9)

Формула для напорного трубопровода примет следующий вид:

Σh=(λ_н * l_н/d_н+ Σξ_н )V_н²/2g (10)

Σh= (0,0157*100/0,120+0,6)*2²/2*9,8=2,8

где λ=0,021/d^0,3,

λ=0,021/0,120^0,3=0,0157

Принимаем Σh = 3 м

Определяем полный напор насоса с учетом Н, м по формуле:

Н= Н_г + Σh (11)

Н= 100+3 = 103

Выбранный насос 2ЭЦВ10-63-110 имеет напор 110 м, 110>103.

2.6 Определение емкости водосборника

Согласно требованиям ЕПБ, емкость водосборника V_треб, м³ должна быть рассчитана на четырехчасовой водоприток, определяем по формуле:

V_треб =4*Q_пр (12)

V_треб = 4*7=28

2.7 Расчет и выбор силового кабеля.

Определяем мощность потребляемую двигателем из сети Р₁¹, кВт, по формуле:

Р₁¹ = Р/η (13)

где Р- номинальная мощность электродвигателя, кВт; Р= 45 кВт;

η - коэффициент мощности равный 0,74

Р₁¹ = 45/0,74= 60,8

Так как индуктивным сопротивлением кабеля можно пренебречь, сечение S, мм², вычисляется по формуле

S = Р₁¹*L/γ*U_ном*ΔU_доп (14)

где L - длина кабеля, м; L=30 м;

γ - удельная теплоемкость меди , м/Ом*мм², γ = 53 м/Ом*мм²

ΔU — допустимая потеря напряжения, В;

U - номинальное напряжение электроприемника, В; U=400 В.

Допустимые потери напряжения во всех элементах сети определяют, исходя из следующего: номинальное напряжение трансформаторов составляет 400 В, а напряжение электродвигателей 380 В; кроме того, двигатели рассчитаны на нормальную работу при колебаниях напряжения ±5% номинального, то есть минимальное напряжение может быть 361 В.

Следовательно, допустимые потери напряжения могут составлять при нормальном режиме: 380-361=19 В.

S=60,8*30* 1000/53*380* 19=47,6 (15)

Принимаем стандартное сечение S=50 мм² .

Проверяем выбранное сечение по допустимому току.

Для этого находим ток потребляемый электродвигателем I₁, А, по формуле

I₁= P₁¹*10³/√3*U*cosφ, (16)

где cosφ - коэффициент мощности электродвигателя.

I₁=60,8*10³/1,75*380*0,89=102

Сечение кабеля напряжением до 1000 В по экономической плотности не рассчитывают. На термическую стойкость кабель напряжением до 1000 В не проверяют. Принимаем кабель ПВББШП 3х185+1х95.

2.8 Выбор пусковой аппаратуры и вспомогательного оборудования

Для установки в трехфазных сетях переменного тока напряжением 380 В с частотой 50 Гц и изолированной нейтралью в рудниках и шахтах горнодобывающих отраслей промышленности предназначены автоматические выключатели типа ВРН.

Они используются для защиты электрических установок от токов короткого замыкания и нечастных оперативных включений и отключений электрических цепей при нормальных режимах работы. Рабочее положение выключателей вертикальное. В качестве коммутационного аппарата в ВРН встраиваются автоматические выключатели серии А3700Б. Защита от токов короткого замыкания в отходящем от выключателя участке сети осуществляется блоком максимальной токовой защиты ПМЗ с регулируемыми уставками срабатывания. Износостойкость выключателей составляет 16000 циклов ВО, из них 10000 циклов ВО представляют собой коммутационную износостойкость при номинальной нагрузке. Полное время отключения выключателя не превышает 0,05 сек при кратности величины тока короткого замыкания к току уставки максимальной защиты, равной 1,5.

Так же предусмотрена механическая блокировка, обеспечивающая безопасность обслуживания выключателя во всех режимах его работы.

Функции механической блокировки следующие:

• включение напряжения на токоведущие детали, размещенные в обслуживаемом отделении выключателя только после того, как о всех местах будет полностью обеспечено требуемое сопряжение деталей;

• отключение силовой цепи блокировочным разъединителем после разрыва контактами встроенного автоматического выключателя;

• отключение в выключенном положении разъединителя всех цепей, отходящих в обслуживаемое отделение;

• открывание крышки после установки рукоятки блокировочного разъединителя в положение «Отключено»;

• запрет подачи напряжения на токоведущие элементы и узлы , размещенные в обслуживаемом отделении выключателя, при открытой или же полностью закрытой крышке

Механическая блокировка выполнена так, что крышку можно открыть при отключенном блокировочном разъединителе и невозможно включить разъединитель при открытой крышке, а также отключить разъединитель при включенном автоматическом выключателе.

Таблица 1 - Общая характеристика выключателя типа ВРН

Номинальный ток, А	200
Номинальное напряжение, В	380,360
Допустимые колебания напряжения, В	(0,85-1,1) Uном
Частота сети, Гц	50
Исполнение	РН
Степень защиты оболочки	IP54
Номинальный режим работы	Продолжительный
Токи уставки максимальной токовой защиты, А	400-1200
Механическая износостойкость блокировочного разъединителя, циклов ВО	≥ 1600
Износостойкость циклов ВО при нормальной нагрузке и cosφ = 0,8- 0,05 Без нагрузки	10000 6000
Полное время отключения, с	≤ 0,05
Температура окружающей среды, 0С	-50-+350
Относительная влажность воздуха при 25 0 С, %	98
Содержание рудной пыли в окружающей атмосфере, мг/м3	≤ 100
Вибрация при частоте 1-35 Гц, м/с2, не более	4,9
Рабочее положение	Вертикальное
Окружающая среда	Невзрывоопасная
Длина соединительного провода датчика сухого хода, мм	80
Габаритные размеры станции управления, мм Высота Ширина Глубина	1000 700 420
Вес станции управления, кг	80
Вес датчика уровней, кг	8

Датчиками сухого хода снабжаются станции управления с двигателями мощностью до 65 кВт. Кроме того, станции управления обеспечивают:

- защиту от токов короткого замыкания, технологических перегрузок и перегрузок , вызванных потерей напряжения в одной из фаз питающей сети;

- защиту цепей управления от токов короткого замыкания;

- контроль нагрузки электродвигателя насоса.

Станция управления представляет собой специальный шкаф защищенного исполнения , в котором смонтирована пусковая и защитная аппаратура, приборы и аппаратура управления.

Станция управления представляет собой специальный шкаф защищенного исполнения, в котором смонтирована пусковая и защитная аппаратура и, приборы и аппаратура управления.

Основные технические данные станций управления с двигателем до 65 кВт смотри в таблице.

Таблица 2 - Технические данные станции управления ПЭТ 5103-23Г2М

Наименование параметров	ПЭТ 5103-23Г2М
1	2
Мощность управляемого электронасоса , кВт	2
Ток номинальный, А	45
Напряжение главной цепи, В	380
Напряжение цепей управления, В	220
Длина датчиков уровней, м	1