Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

электропривод вентиляторный локомотивный

Целью дипломного проекта является электрификация и автоматизация технологических процессов строительства кабельного коллектора от ТЭЦ №8 под Волгоградским проспектом г. Москвы.

В дипломном проекте приводятся горно-технологические характеристики объекта, производится расчет исходных параметров механического оборудования, рассматриваются вопросы о безопасности ведения проходческих работ, производятся расчеты технико-экономических показателей.

Основными задачами дипломного проекта являются:

· анализ технологической характеристики подземного коллектора;

· выбор проходческого комплекса, механического оборудования электрооборудования;

· оценка экономической эффективности строительства подземного коллектора;

· проектирование и выбор систем электроснабжения, электропривода и автоматизации.

Специальный вопрос содержит оценку энергетических показателей и разработку комплексных мероприятий направленных на энергосбережение.



1. Горно-технологическая часть

1.1 Подземный коллектор

Проектируемый кабельный коллектор будет находиться в Юго-Восточном административном округе г. Москвы, и будет проходить под существующими автомобильными дорогами.

Строительство участка коллектора осуществляется от ТЭЦ №8 до городской подстанции № «127».

Строительство основной трассы коллектора осуществляется закрытым способом (методом щитовой проходки) на длине 294 м с помощью механизированного проходческого щитового комплекса Lovat-3.6. Приняты сечения следующих габаритов: щитовая проходка - щит диаметром 3,6 м.

Продольный профиль коллектора составлен на основании изысканий

«Мосинжстройпроект». Положение коллектора в профиле определено согласно существующих и проектируемых подземных коммуникаций, отметок земли, условием работы прокладываемых в нем коммуникаций, а также гидрогеологических условий по трассе коллектора.

1.2 Инженерно-геологические условия строительства

В соответствии с заключением об инженерно-геологических и гидрогеологических условиях строительства, в траншеях и щитов будут разрабатываться древнеаллювиальные и флювиогляциальные пески I группы по трудности разработки, супеси и суглинки II группы, а также мореные суглинки со щебнем свыше 10% - III группы.

Грунтовые воды заключены в аллювиальных песках и будут вскрыты при земляных работах.

При обнаружении несоответствия геологических и гидрогеологических условий в натуре с данными проекта, надлежит силами специализированной организации произвести дополнительную разведку, а вопрос о дальнейшем производстве работ решить по согласованию с заказчиком и проектной организацией.

В связи с недоступностью просадок земной поверхности и горно-геологическими условиями для строительства коллектора принята щитовая проходка.

1.3 Щитовая проходка

Шахты для щитовой проходки запроектированы круглого и прямоугольного сечений. Размеры шахт приняты с учётом габаритов камер, монтажа и демонтажа щита, а также монтажа труб в тоннеле.

В соответствии с заключением об инженерно-геологических условиях участков строительства, проходка шахт принята в грунтах I, II и III категории. При проходке шахт разработка грунта производится заходками, с временным креплением, экскаватором с грейферным ковшом и вручную, с подъёмом грунта краном в бадьях. Крепление круглых шахт приняты инвентарными швеллерными поясами.

Тип креплений выбран исходя из размеров шахт, их назначения и физико-механических свойств грунтов.

По окончании проходки монтажной шахты, щит = 3.6 м, опускается в шахту краном РДК-25, грузоподъёмностью 25 тонн.

После ввода щита в забой, приступают к обустройству шахты - устройству лестниц, подъёмного отделения, монтажу необходимых трубопроводов.

Конструкция тоннеля принята из железобетонных блоков, с устройством монолитной железобетонной рубашки, торкрета по сетке, а на отдельных участках трассы и с устройством металлоизоляции.

Врезка щита

В начале работ сооружается «стена в грунте», затем происходит выемка грунта в монтажной камере.

Врезка щита в грунтовый массив осуществляется в следующей последовательности:

- за основной «стеной в грунте» сооружается три дополнительные неармированные стены из бетона марки В10 на известковом щебне толщиной 600 мм;

- в сечении сооружаемого тоннеля вырубается бетон основной «стены в грунте» и вырубаются балки;

- в монтажной камере устанавливаются упоры (временный и постоянный) для надвижки щита до забоя и его врезки;

- на специальной площадке монтируется и подготавливается к работе щит «Lovat»;

- после его надвижки (за щитом) - на металлоконструкциях, на длине монтажной камеры, монтируется основание шириной в два блока обделки под 2 рельсовый путь;

- монтируется первичный ленточный конвейер;

- придвигается щит вплотную ко лбу забоя;

- включается ротор и другие необходимые системы и начинается проходка технологического отхода.

Технологический цикл работы щита включает в себя следующие операции:

- разработка породы в забое;

- дозированная выдача грунта из забоя;

- транспортировка разработанного грунта вагонетками с помощью электровоза;

- наращивание силового кабеля и трубопроводов для водопровода, водоотлива, сжатого воздуха, вентиляции;

- разрушение и удаление валунов;

- лазерный контроль за передвижением щита в тоннеле;

- компьютерный контроль параметров роботы тоннелепроходческого комплекса;

- транспортирование блоков обделки блоковозками;

- монтаж обделки блокоукладчиком;

- нагнетание тампонажного раствора за обделку.

1.4 Электрооборудование и автоматика, сигнализация загазованности, производственная громкоговорящая связь, диспетчеризация

Коллектор оснащён системой сигнализации загазованности на базе шахтной аппаратуры «Метан», а также производственной громкоговорящей связью, выполненной аппаратами ПГС-3. Сигнализация и управление работой технологического оборудования коллектора выведена в диспетчерскую, которая будет запроектирована после решения вопроса о её местоположении уточненном (в проекте предусмотрен выход к диспетчерской от камеры №15).

Для диспетчеризации используются щиты производства СП «Москоллектор».

1.5 Озеленение

Проект разработан с учётом планировочного решения, существующей и проектируемой сети подземных коммуникаций. Проектом предусматривается посадка зелёных насаждений. Восстановление газона в границах рабочей зоны предусматривается в проекте организации строительства и включено в общую смету.



1.6 Организационно - технологическая схема строительства

Строительство закрытого перехода предусмотрено щитовой проходкой.

Трасса проектируемого кабельного коллектора проходит под существующими автомобильной дорогой, Волгоградский проспект. Шахты для щитовой проходки запроектированы прямоугольного сечения. Для производства работ вскрываются монтажные и демонтажные котлованы прямоугольного сечения. Разработка котлованов ведется в креплениях стальными трубами с устройством поясов и распорок. В связи с неблагоприятными гидрогеологическими условиями проектом организации строительства предусмотрено строительное водопонижение эжекторными иглофильтрами, устанавливаемыми по периметру рабочего и приемного котлованов. Водопонизительные установки располагаются в развитии.

Щитовую проходку под существующими автомобильной дорогой необходимо вести с особой осторожностью с постоянным креплением лба забоя.

1.7 Дорога

Асфальтобетонное покрытие до начала основных работ должно быть разобрано и отправлено на переработку. После окончания строительных работ асфальтобетонное покрытие восстанавливается.

1.8 Сети уличного освещения

Проектом предусматривается переустроить сети уличного освещения с учётом очередности производства работ с последующим восстановлением по постоянной схеме.



2. Механическое оборудование и транспорт

2.1 Водоотливные установки

Расчет исходных параметров для выбора оборудования

Насосы выбираем по расчетным значениям подачи Q_р и напора H_р.

В соответствии с Правилами безопасности необходимая

подача насосов определяется следующим образом:

где Т - регламентируемое отраслевыми Правилами безопасности нормативное время откачки суточного притока воды. Для горных предприятий Т = 20.

Расчетный напор насосов численно равен сопротивлению внешней сети при расчетной подаче. При определении расчетного напора разницей диаметров нагнетательного и всасывающего трубопроводов пренебрегают. Поэтому

где Н_г - геодезическая высота подъема воды, м;

л_P - расчетный коэффициент линейных гидравлических сопротивлений;

L - полная длина трубопровода, включая всасывающий трубопровод, м;

D_p - расчетный диаметр нагнетательного трубопровода, м;

V_э - экономически целесообразная скорость движения воды по трубопроводу, м/с;

g - ускорение силы тяжести, м/с² (g=9,8 м/с²).

Геодезическая высота подъема воды

H_Г = H_ш + H_вс+ H_п, м,

где H_вс - высота всасывания, предварительно принимается равной 4-5 м;

H_п - высота переподъема воды на поверхности (H_п =1 м).

H_Г =15 + 4+ 1=20 м.

Полную длину трубопровода для шахтной установки можно определить по формуле:

L= H_ш + H_п + l_вс+ l_нк+ l_тх + l₁, м,

где l_вс = 8 - 12 м - длина всасывающего трубопровода (l_вс= 8 м);

l_нк = 20 -30 м - длина трубопровода в насосной камере (l_нк= 20 м);

l_тх = 15 - 20 м - длина трубопровода в трубном ходке (l_тх = 15 м);

l₁ = 75 м - длина трубопровода на поверхности до места сброса воды.

L = 15 + 1 + 8 + 20 + 15 + 5 = 64 м.

Расчетный диаметр нагнетательного трубопровода определяется по значению экономически целесообразной скорости движения воды

В соответствии с нормами технологического проектирования горнодобывающих предприятий скорость движения воды по нагнетательным трубопроводам не должна превышать 3 м/с. С достаточной для практических расчетов точностью она определяется по эмпирической формуле:

Коэффициент линейных гидравлических сопротивлений для трубопроводов водоотливных установок определяется по формуле:

Сумму коэффициентов местных гидравлических сопротивлений принимаем равной ?о_р = 20.

Для выбора труб находим толщину стенок, которая с учетом коррозионного износа определяется по формуле

где 1,18 - коэффициент, учитывающий минусовой допуск толщины стенки;

д₀ - минимальная по условиям прочности толщина стенки трубы, мм;

д_кв - скорость коррозионного износа внутренней поверхности трубы, мм/год, принята равной 0,1 мм/год;

t = 10 - 15 лет - срок службы трубопровода (t = 15 лет).

Минимальная по условиям прочности толщина стенки трубы определяется следующим образом:



д₀ =1875·Р_р·D_р /у_в, мм,

где Р_р - расчетное давление воды в трубопроводе

Р_р = 10^-6·с·g·Н_р, МПа;

где с - плотность воды, кг/м³;

у_в - временное сопротивление разрыву для стали, из которой изготовлены трубы, МПа, (у_в = 412 Мпа для марки стали Ст4сп).

Р_р = 10^-6 · 1020 · 9,8 · 23,2 = 0,23 МПа;

д₀ = 1875 · 0,23 · 0,054 / 412 = 0,056 мм;

Выбор основного оборудования водоотливной установки

По значениям Q_р и H_р. Выбираем два консольных насоса типа К 45/30 со следующими характеристиками:

диаметр рабочего колеса D₂ = 168 мм;

напор H =30 м;

подача Q = 45 м³/ч;

частота n = 2900 об/мин;

КПД з = 72%.

По значениям D_p и д_р выбираем для нагнетательного става трубы стальные горячедеформированные бесшовные (ГОСТ 8732 - 78). Внутренний диаметр труб - 100 мм, наружный - 114 мм.

Для всасывающего трубопровода принимаем аналогичные трубы большего диаметра.

Определение режима работы насосов

Задаваясь расходом Q (м³/с) в интервале от 0 до 1,2 Q_p по формуле расчета характеристики внешней сети определим для каждого значения Q_i величину H_ci. Данные расчета сводим в табл. 1. Характеристика внешней сети рассчитывается по формуле:

H_С = H_Г + R_С·Q²,

где R_С - обобщенный коэффициент сопротивления внешней сети

где л - коэффициент линейных гидравлических сопротивлений (л =0,042);

D_H - внутренний диаметр выбранного стандартного нагнетательного трубопровода;

?о - сумма коэффициентов местных сопротивлений (?о = 20);

Таблица 1

Qi, м3/ч	0	9,6	19,2	28,8	38,4	48	57,6
Qi, м3/с	0	0,0026	0,0053	0,008	0,0106	0,0133	0,016
Hci, м	17	17,42	18,7	20,9	23,9	27,9	32,8

По данным табл. 1 строим характеристику внешней сети.

Рис. 2.1. Характеристика внешней сети

Выбор привода насоса и определение энергоемкости водоотлива

Необходимая мощность электродвигателя насоса определяется следующим образом:

где с = 1020 кг/м³ - плотность перекачиваемой воды.

С учетом частоты вращения насоса выбираем асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором 4А100L2УЗ со следующими характеристиками:

номинальная мощность P_н = 5,5 кВт;

напряжение U = 220/380 В;

частота вращения n = 3000 об./мин.;

КПД з = 87,5%;

коэффициент мощности cosц =0,83.

Годовой расход электроэнергии на водоотлив определяется по формуле:

где з_эд - КПД электродвигателя;

з_эс = (0,92 - 0,96) - КПД электросети;

N - количество дней в году с максимальным притоком воды;

Т_н - число часов работы водоотливной в сутки при откачке нормального притока воды, Т_н = Q_н /Q_д =960 / 45 = 21,3 ч.;

T_max = Q _max /2Q_д = 1320 / 2·45 = 14,7 ч.



где T_max - число часов работы водоотливной установки в сутки при откачке максимального притока воды,

2.2 Вентиляторные установки

Вентиляция выработки производится вентилятором ВМ-6М. Техническая характеристика вентилятора:

производительность Q_в = 340 м³ / мин.;

полное давление H_в = 2000 Па;

КПД вентилятора з_в = 0,76;

габариты 1050х730х750 мм;

масса 350 кг;

тип электродвигателя ВРМ132М2;

мощность электродвигателя P_д = 13 кВт;

скорость вращения вала n =3000 об/мин.

Среднегодовой расход электроэнергии на вентиляцию рассчитывается по формуле:

2.3 Локомотивная откатка

Так как строительство подземного коллектора производится в городских условиях, то применяется аккумуляторный электровоз модели АК-2у со следующими характеристиками:

масса - 2,2 т;

сила тяги -3,3 кН;

скорость - 3,95 км/ч;

ток - 75 А;

ширина колеи - 600 мм.

Характеристика вагонетки со съемным опрокидным кузовом БК - 1,0:

вместимость -1 м³;

грузоподъемность - 1,9 т;

масса порожней вагонетки - 0,63 т.



3. Безопасность труда

3.1 Общие сведения

Объект производства работ закрытым способом на рассматриваемом участке строительства кабельного коллектора относится к опасным производственным объектам. В камерах и тоннеле могут возникнуть условия для появления вредных и опасных факторов. Для их предупреждения и ликвидации организуются специальные мероприятия.

В настоящее время существуют и с каждым годом усовершенствуются нормативные базы, технология и техника производства строительных работ, ужесточаются требования охраны труда и технике безопасности, более полно проводятся геотехнические исследования.

3.2 Анализ опасных факторов

Обрушение кровли забоя кабельных коллекторов

При строительстве подземных сооружений самым распространенным опасным фактором является обрушение горных пород кровли.

При строительстве, тоннелей закрытым способом обрушение породы происходит чаще всего в результате вывала в забое или в непосредственной близости от него.

Обрушению способствует также наличие геологических нарушений, неоднородность массива, наличие сыпучих пород, близость водоносного горизонта, неравномерное изменение плотности пород. По геологическим данным строительство коллектора пересекает водоносный горизонт, что увеличивает опасность обрушений.

Обрушение породы может произойти непосредственно в плоскости переднего торца обделки. При этом нарушится прочность находящейся впереди породы вследствие скопления грунтовых вод, которые могут проникать в грунт с поверхности в результате ливней и таяния снега. Причинами обрушения породы могут быть также понижение уровня грунтовых вод и извлечение из забоя валунов и крупных каменистых включений.

Пожар в монтажной камере и тоннеле

При строительстве подземных выработок пожары относятся к наиболее экстремальным видам аварий: при ограниченном количестве путей эвакуации людей и подходов к очагу возгорания практически каждый случай открытого горения влечет опасность отравления выделяющимися газами.

На участке строительства кабельного коллектора источником пожара и одновременно объектом горения может служить изоляция проложенных кабелей с напряжением, возможно возгорание аварийного запаса деревянных материалов. Кроме того, пожар в подземной выработке может произойти из-за неправильного производства сварочных работ.

Затопление и обводнение горных выработок.

Прорывы подземных вод и плывуна в забое выработки также относятся к опасным факторам. Основной опасностью представляется ведение работ в зоне пересечения тоннеля с водоносным горизонтом. Вероятность прорыва воды в неустойчивых водонасыщенных грунтах, при проходке городских тоннелей ниже уровня грунтовых вод в условиях повышенного гидростатического давления достаточно велика. Это может привести к частичному или полному затоплению выработки, вызывая поломку горнопроходческого оборудования, травмы и гибель людей. При этом изменяется естественный водоприток что может привести к перегрузке водоотлива и остановке работ.

Также обводненность горных пород снижает прочность песчаника на 20%, а глин - на 70%, что увеличивает опасность обрушения пород.

Загазирование подземных выработок при строительстве кабельного коллектора может быть вызвано выделением газа из горных пород при недостаточности или неправильным использовании вентиляции.

Дополнительным источником загазирования подземных выработок может стать пожар.

Производственный травматизм

Производственный травматизм квалифицируется как нарушение анатомической целостности или физиологических функций тканей или органов человека, вызванное внезапным внешним воздействием при исполнении им производственных обязанностей.

Основными производственными травмами являются: поражение электрическим током, ушиб и переломы конечностей, ожоги, поражение глаз, отсечение конечностей.

Причинами травматизма являются, в основном, ошибочные действия персонала или природные явления, способствующие возникновению опасности на строительном объекте.

Если последними человечество еще не научилось управлять в промышленных масштабах, то ошибочные действия персонала мы в силах свести к минимуму. На предприятии необходимо применять организационные и технические меры по предупреждению травматизма, например, проведение инструктажей и обучения работников охране труда и промышленной безопасности, применение оградительных, изолирующих, предохранительных, блокирующих, сигнализирующих и других устройств, защищающих человека во время производственного процесса, применение средств индивидуальной защиты, воспитание личной и коллективной ответственности, производственной культуры.



3.3 Анализ вредных факторов

Общие сведения

Вредные факторы производственной среды, имеющие накопительное действие при постоянном воздействии на организм человека могут привести к хроническим заболеваниям или раннему наступлению нетрудоспособности.

Горные работы, а тем более, работы в подземных условиях связаны с проявлением ряда вредных факторов, оказывающих негативное влияние на здоровье и самочувствие работающих.

В подземных условиях невозможно обеспечить полностью требований, предъявляемых законодательством по аттестации рабочих мест, можно лишь стараться свести к минимуму их воздействие.

Так, анализируя условия работы горнорабочих - проходчиков, результаты аттестации рабочих мест на участке строительства кабельного коллектора под Волгоградским, можно отметить наличие вредных факторов, которые в последующем могут привести к профзаболеваниям и получению групп инвалидности горнорабочими, подвергавшимися их воздействию.

Вибрация при работе оборудования

Вибрация при постоянном воздействии может привести к развитию виброболезни у рабочих, суть которой состоит в разрушении межсуставной ткани и функциональных нарушениях. При строительстве тоннелей основным источником вибрации являются перфораторы.

По итогам аттестации рабочих мест вибрация от колонковых перфораторов отнесена к 3 категории, подпункту «А» (на постоянных рабочих местах производственных помещений предприятий). По виброфактору шахта считается условно аттестованной, с выполнением предписанных рекомендаций.

Наличие шума

При проведении бурильных и откаточных работ уровень шума в забое достигает значений 50ДцБ, что может привести к снижению порога слуха у рабочих. Воздействие шума может усугубляться его типом. Так по временной характеристики шум при ведении работ в забое отнесен к непостоянному импульсному шуму, а по спектральной характеристике к тональному шуму с ярко выраженными дискретными тонами.

Освещение подземных выработок

В условиях подземных выработок существует проблема отсутствия коэффициента искусственного освещения. Это является основной причиной снижения остроты зрения работающих в подземных горных выработках людей. Освещения в подземных горных выработках не хватает, несмотря на отсутствие работ высокой точности и постоянной работы резервного освещения. Освещенность выработок местами не превышает 200 люксов и люди работают в полумраке.

Микроклимат подземного пространства объекта строительства

Микроклимат рабочих мест в подземном пространстве различен в зависимости от времени года, но, как правило, обладает большой влажностью, а в зимний период времени носит охлаждающий характер, в летний период нагревающий. Скорость воздуха и давление находятся в пределах нормы и отвечают требованиям аттестации. Остальные параметры микроклимата - температура и влажность - сильно зависят от времени года и могут отклоняться по своим значениям в ту или иную сторону.

Профессиональные заболевания

Острое профессиональное заболевание возможно в виде ожога глаз ультрафиолетовым излучением при выполнении сварочных работ, при отравлении хлором, оксидом углерода и др.

Хронические профессиональные заболевания развиваются после многократного и длительного воздействия вредных производственных факторов, например, вибрации, производственного шума и др.

Неблагоприятные (вредные) условия труда создаются запыленностью, загазованностью, повышенной влажностью, производственным шумом, вибрацией, неудобной рабочей позой, тяжёлым физическим трудом и др.

В зависимости от вида производственных вредностей могут развиться такие заболевания как пневмокониозы, повреждение кожных покровов, нарушение опорно-двигательного аппарата, виброболезнь, шумовая болезнь (тугоухость) и др.

В России в настоящее время ежегодно регистрируется до 12-13 тысяч профессиональных заболеваний. Для сравнения, примерно такое же количество регистрируется в Финляндии, а в США сотни тысяч (более 500) профессиональных заболеваний в год. Очевидно, что сравнительно небольшое количество ежегодно устанавливаемых профессиональных заболеваний в России вызвано не лучшими условиями труда, а недостатками в диагностике профессиональных заболеваний на ранней стадии их развития и низкой личностной оценкой своего здоровья.

3.4 Законодательство Российской Федерации в области промышленной безопасности и охраны труда

Общие сведения

Правовое регулирование вопросов охраны труда и промышленной безопасности на всех строительных объектах, в том числе и опасных производственных объектах, к которым относится участок строительства кабельного коллектора под Волгоградским проспектом, осуществляется Конституцией Российской федерации, федеральными законами, другими нормативными актами органов государственной власти и управления.

Основными нормативными актами регулирующими трудовые отношения и вопросы охраны труда являются Кодекс законов о труде Российской Федерации (РФ) и Основы законодательства РФ об охране труда. В области промышленной безопасности таким документом является Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов». Ряд аспектов промышленной безопасности и охраны труда регулируется федеральными законами «Об охране окружающей природной среды», «О недрах», «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения», «О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера» и др.

Вопросы ответственности за нарушение законодательства в области промышленной безопасности и охраны труда регулируются Кодексом РСФСР об административных правонарушениях (административная ответственность), Уголовным кодексом Российской Федерации (уголовная ответственность), Гражданским кодексом Российской Федерации (материальная ответственность

Нормативные документы

Для обеспечения безопасности работников во время трудового процесса, улучшения условий труда и правильного регулирования отношений между работниками и работодателем в ОАО «Террикон» создана служба охраны труда, которая обеспечивает соблюдение всех нормативно-правовых документов в области охраны труда в строительстве подземных сооружений и смежных работ. Основными из них являются следующие документы:

1. Конституция РФ

2. Кодекс РСФСР об административных правонарушениях. От 20.06.84 г. с последующими изменениями и дополнениями.

3. Гражданский кодекс Российской Федерации Ч. 1 от 21.10.94 г. №174-ФЗ; Ч. 2 от 26.01.1996 г. №15-ФЗ.

4. Трудовой кодекс РФ от 10.06.06 г.

5. «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» Федеральный закон №116-ФЗ от 21 июля 1997 г.

6. Федеральный закон «О внесении изменений и дополнений в закон «О недрах». От 03.03.95 г. №27-ФЗ.

7. Закон РСФСР «Об охране окружающей природной среды». От 19.12.91 г. №2061.

8. Федеральный закон «Об экологической экспертизе». От 23.11.96 г.

№174-ФЗ.

9. Закон РСФСР «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения». От 30.03.99 г. №52-ФЗ.

10. Федеральный закон «О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера». От 21.12.94 г.

11. Федеральный закон «О лицензировании отдельных видов деятельности». От 25.09.98 г. №158-ФЗ.

12. Закон Российской Федерации «О страховании». От 27.11.92 г. №4015-1.

13. Федеральный закон «О пожарной безопасности». От 21.12.94 г. №69-ФЗ.

14. «Об основах охраны труда в Российской Федерации». Федеральный закон РФ №181-ФЗ

15. «О бюджете Федерального фонда обязательного медицинского страхования на 1999 год» Федеральный закон от 01.05.1999 №91-ФЗ

16. Указ Президента Российской Федерации «О государственных надзорных органах» от 12.11.92 г., №1355.

17. Указ Президента Российской Федерации «О государственном надзоре и контроле за соблюдением законодательства Российской Федерации о труде и охране труда» от 4.05.94 г., №850.

18. Положение «О Федеральной инспекции труда при Министерстве труда Российской Федерации (Рострудинспекции). Указ Президента РФ от 20.07.94 г.

19. Положение «О Федеральном горном и промышленном надзоре России». Указ Президента РФ от 18.02.93 г., №234.

20. Правила возмещения работодателями вреда, причиненного работникам увечьем, профессиональным заболеванием, либо иным повреждением здоровья, связанными с исполнением ими трудовых обязанностей. Постановление Верховного Совета РФ от 24.12.94 г. с последующими изменениями и дополнениями.

21. «О государственной экспертизе условий труда». Постановление СМ РСФСР от 3.12.90 г., №557.

22. «О мерах по улучшению условий труда». Постановление Правительства РФ от 26.08.95 г., №843.

23. «О регистрации объектов в государственном реестре опасных производственных объектов». Постановление Правительства РФ от 24.11.98 г., №1371.

24. «Об организации и осуществлении производственного контроля за соблюдением требований промышленной безопасности на опасном производственном объекте. Постановление Правительства РФ от 10.03.99 г., №263.

25. О применении технических устройств на опасных производственных объектах». Постановление Правительства РФ от 25.12.98 г., №1540.

26. Положение о декларации безопасности промышленного объекта Российской Федерации. Постановление Правительства РФ от 1.07.95 г., 3 675.

27. Изменения и дополнения №980-ПП от 6 декабря 2005 г. К постановлению Правительства Москвы №857-ПП от 7 декабря 2004 г.

28. ПБ 03-428-02 «Правила безопасности при строительстве подземных сооружений»

29. Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов.

30. «Правила подготовки и производства земляных работ, обустойства и содержания строительных площадок в г. Москве», утвержденные постановлением Правительства Москвы №857-ПП от 7 декабря 2004 г.

31. ГОСТ 12.0.002-80 ССБТ. «Термины и определения»

32. ГОСТ 12.0.003-88 ССБТ. «Опасные и вредные производственные факторы»

33. ГОСТ 12.2.061-81 ССБТ. «Оборудование производственное. Общие требования безопасности к рабочим местам»

34. ГОСТ 12.2.064-81 ССБТ. «Органы управления производственным оборудованием. Общие требования безопасности»

35. ГОСТ 12.1.003-83 ССБТ. «Шум. Общие требования безопасности»

36. ГОСТ 12.1.050-86 ССБТ. «методы измерения шума на рабочих местах»

37. ГОСТ 12.1.012-90 ССБТ. «Вибрационная безопасность, общие требования»

38. ГОСТ 12.4.011-89 ССБТ «Средства защиты работающих. Общие требования и классификация»

39. ГОСТ 12.2.062-81 ССБТ «Оборудование производственное. Ограждения защитные»

40. ГОСТ 12.4.026-01 ССБТ «Цвета специальные и знаки безопасности»

41. ГОСТ 16310-80 «Соединения сварные из полиэтилена и винипласта. Основные типы, конструктивные элементы и размеры».

42. ГОСТ 12.3.009-76 (СТ СЭВ 3518-81) «Система стандартов безопасности труда. Работы погрузочно-разгрузочные. Общие требования безопасности».

43. ГОСТ 21807-76^х «Бункеры (бадьи) переносимые вместимостью до 2 м³ для бетонной смеси. Общие технические условия».

44. СП 12-136-2002 «Безопасность труда в строительстве. Решения по охране труда и промышленной безопасности в проектах организации строительства и проектах производства работ»

45. СНиП 12-03-2001 «Безопасность труда в строительстве. Часть 1. Общие требования»

46. СНиП 12-04-2002 «Безопасность труда в строительстве. Часть 2. Строительное производство».

47. СНиП 12-01-2004 «Организация строительства»

48. СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение»

49. СНиП 3.01.03-84 «Геодезические работы в строительстве»

50. СНиП 3.02.01-87 «Земляные сооружения. Основания и фундаменты»

51. СНиП 3.02.03-84 «Подземные горные выработки»

52. СНиП 3.05.03-85 «Тепловые сети»

53. СНиП 3.03.04-85 «Наружные сети и сооружения водоснабжения и канализации»

54. СНиП 11-01-2003 «Инструкция о порядке разработки, согласования, экспертизы и утверждения градостроительной документации»

55. МГСН 6.01-03 «Бестраншейная прокладка коммуникаций с применением микротоннелепроходческих комплексов и реконструкция трубопроводов с применением специального оборудования»

56. ГН 2.2.5.1313-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны»

57. ГН 2.2.5.1314-03 «Ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ) вредных веществ в воздухе рабочей зоны»

58. ГН 1.1.725-98 «Перечень веществ, продуктов, производственных процессов, бытовых и природных факторов, канцерогенных для человека»

59. ГН 1.2.1841-04 «Дополнения и изменения 1к ГН 1.1.725-98 «Перечень веществ, продуктов, производственных процессов, бытовых и природных факторов, канцерогенных для человека»

60. ГН 2.2.5.563-96 «Предельно допустимые уровни (ПДУ) загрязнения кожных покровов вредными веществами»

61. СН 2.2.4/2.1.8.566-96 «Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий»

62. СанПиН 2.2.2.540-96 «Гигиенические требования к ручным инструментам и организации работ»

63. МУ 2.2.4.706-98/ МУ ОТ РМ 01-98. «Оценка освещенности рабочих мест»

64. РД-07-226-98 «Инструкции по производству геодезическо-маркшейдерских работ при строительстве коммунальных тоннелей и инженерных коммуникаций подземным способом» (с изменением (РДИ 07-470 (226) - 02), утвержденным Постановлением Госгортехнадзора России (Ростехнадзора) 27.06.2002 г. №39.

65. МТСК-6 «Московский территориальный строительный каталог. Организация и технология строительства»

Выводы: в разделе безопасности труда был произведен анализ опасных и вредных факторов горного производства, воздействующих на персонал проектируемого коллектора, рассмотрены меры безопасности по эксплуатации горного оборудования и транспортных средств, борьбе с пылью и вредными газами. Также в этом разделе рассмотрены электробезопасность, противопожарные мероприятия в коллекторе и на промплощадке.



4. Технико-экономические показатели

На данном объекте строительства принят круглосуточный режим работы. При таком режиме работы строительство ведется 6 дней в неделю, круглосуточно в 4 смены по 6 часов (3 - рабочие, 1 - ремонтная).

Таблица 4.1. График работы

Режим работы	4 смены
Продолжительность смены	6 часов
Запланированный перерыв	0,2 часа
Рабочая неделя	6 дней

Проходческие работы ведутся в течение 4 месяцев, поэтому число рабочих дней составит:

Д_р =Д_к - В-П = 120 - 18 - 4 = 98 дн.,

где Д_р - число рабочих дней в течение срока строительства;

Д_к - календарное число дней (срок строительства);

В-число выходных дней в течение срока строительства;

П - число праздничных дней в течение срока строительства.

Для рабочих вспомогательных служб и ИТР, которые находятся на объекте в течение 6 месяцев, число рабочих дней составит:

Д'_р =182 - 26 -5 = 151 дн.

4.1 Мощность и оценка основных фондов

Капитальные затраты на здания, сооружения, определяем по укрупненным показателям. Затраты на оборудование определяем по ценам действующих прейскурантов. Стоимость оборудования включает в себя номинальную стоимость, затраты на транспортировку 4,5%, монтаж 8%, хранение 1,2%, запасные части 3,8%. Действительна стоимость оборудования составляет 117,5% от стоимости по прейскуранту.

Основные производственные фонды оцениваются в 23762 тыс. руб.

Месячная производительность проходческих работ составляет

А_мес = 1231,8 м³ / мес.

Под фондоемкостью при ведении ГПР принимается показатель, определяющий стоимость основных производственных фондов, приходящихся на единицу годового выпуска продукции. При ведении проходческих работ единицей продукции является м³ грунта, а вместо годового объема продукции принимается срок строительства, поэтому фондоемкость определяем по следующей формуле:

где Ф_осн - стоимость основных фондов, руб.;

А_мес - месячная производительность проходческих работ, м³ / мес.;

n - число месяцев, в течение которых ведется строительство;

Фондоотдача на ГПР характеризует количество продукции т.е. проходки производимой в единицу времени в расчете на 1 руб. стоимости основных производственных фондов и определяется по формуле:

4.2 Себестоимость и материальные затраты

Материальные затраты рассчитаны по формулам приведены в таблице 4.2.

Таблица 4.2

Наименование	Ед. изм.	Ст-ть за ед. тыс руб	Расход	Общая ст-ть тыс руб
Тюбинговое кольцо	шт	8800	100	880000
Доска обрезн.	м	716,4	135	96714
Брус	м	720	60	43200
Цемент	т	35	250	87500
Песок	т	180	100	18000
Рельс	Пг.м	233,33	400	93332
Трубы	Пг.м	246	200	49200
Неучт. мат	-	-	-	1600
ИТОГО	-	-	-	1269546

4.3 Численность рабочих и фонд заработной платы

Численность рабочих:

N_я - явочная численность рабочих

N_я = N_сп.р /K_сп = 56 / 1,2 ? 47 чел.;

где K_сп = 1,2 коэффициент списочного состава.

Рабочие (работают 4,5 месяца) 56 чел. средняя заработная плата в день составляет 617 руб.

Руководители 8 чел. с средней заработной платой в день 727 руб.

Инженерно технический персонал 7 чел. средняя заработная плата в день составляет 643 руб.

Служащие 3 чел. заработная плата в день 530 руб.

Итого фонд заработной платы составляет 4876 тыс. руб.

4.4 Производительность труда

Производительностью труда называют показатель, оценивающий количество продукции, произведенной одним работником в единицу времени. Определяем среднемесячную производительность труда по формуле:

где n_м - число месяцев, в течение которых ведется строительство;

N_сп.р - списочная численность рабочих.

Величиной, обратной производительности труда, является трудоемкость работ. Определим количество чел.-смен, затрачиваемых на выемку 1000 м³ породы следующим образом:

где N_я - явочная численность рабочих равна 47 чел.

А_сут - суточная производительность проходческих работ, м³/сут. (А_сут = 47,4 м³/сут.).

Рассчитываем удельное электропотребление

4.5 Фондовооруженность труда

Фондовооруженность труда - показатель, характеризующий степень оснащенности труда основными производственными фондами. Он определяется делением балансовой стоимости основных производственных фондов на среднесписочное число работников:

4.6 Электровооруженность труда

Показатель электровооруженности труда определяется в виде отношения расхода электроэнергии на одного рабочего в год:

Эт=Э/NспЧtр=(177Ч24Ч120)/74Ч6=1148кВт /чел.,

где Э - количество потребленной электроэнергии.

Таблица 4.3. Основные технико-экономические показатели

Наименование	Условные обозначения	Ед. измерения	Численный показатель
Основные производственные фонды	Фосн	Тыс. руб	23762
Месячная производительность	Амес	м3/мес.	1231,8
Списочный состав	Nсп	Чел.	74
Фондоотдача	Ф	Руб. в год/руб.	5,410-3
Производительность труда	Пм	М3/мес.чел.	24,7
Фондоемкость	Фе	Руб./руб.	18732
Фондовооруженность	Фв	Тыс. руб	1247
Удельное электропотребление	Эу	кВтч/м3	87,6
Электровооруженность труда	Эт	кВт/чел	1148
Трудоемкость	Т	Чел.-см/мі	992



5. Автоматизированный электропривод

5.1 Основные характеристики объекта управления

Основные производственные процессы, проходящие в рабочем пространстве выработки коллекторного тоннеля, сопровождаются выделением большого количества вредных и опасных газов (СО2; окислы азота и др.) и пыль. Это связано с тем, что согласно принятой технологии ведения работ, проходка тоннелей осуществляется с использованием буровзрывного способа.

Как известно, в тех выработках, в которых могут находиться люди, согласно требованиям ПБ, воздух должен содержать по объему О2 не менее 20% и СО2 не более 0,5%.

Для снабжения работающих в забое людей достаточным количеством воздуха необходима искусственная вентиляция, которая обеспечивала бы приток свежего и удаление отработанного воздуха, из выработки.

Для этих целей на участке используется главная вентиляторная установка ГВУ, состоящая из 2-ух вентиляторов - главного и резервного (для аварийного включения при неисправности главного вентилятора). Установка выбрана в разделе «Механическое оборудование».

Согласно поставленным условиям ГВУ обеспечивает необходимым количеством воздуха Qв=15м³/с при частоте оборотов вращения n=3000 об/мин.

В качестве привода ГВУ применяем АДКЗ типа ВРМ132М2. Он обеспечивает минимальную скорость движения воздуха 7 м/с. Вентиляторная установка, как и большинство турбомашин, имеет вентиляторный характер нагрузки, относится к низкодинамичной системе, имеет продолжительный режим работы с постоянной нагрузкой.

Рабочая механическая характеристика в этом случае определяется соотношением:

М=М0+сщЄ;

где М0 - начальный момент статического сопротивления, обусловленный силами трения М0 = (0,02-0,05) Мном;

с - коэффициент пропорциональности между моментом и угловой скоростью;

щ - угловая скорость вала механизма;

а - показатель степени, характеризующий среду в которой работает турбомашина.

5.2 Сравнение и выбор системы электропривода

Актуальные задачи дальнейшего повышения эффективности работы завода не могут быть решены без автоматизации производственных процессов. Вследствие этого повышаются требования к системам управления и электроприводам, являющихся одной из важных частей технологического процесса в машиностроительном производстве.

Основным критерием выбора привода является технико-экономическое сравнение вариантов, при выполнении которого должны учитываться преимущества и недостатки приводов.

Выбор вариантов электроприводов возможен за счёт использования при сравнении таких критериев, как относительная стоимость приводов, требуемая мощность привода и максимальный момент при пуске, уровень управляемости.

Асинхронный двигатель с коротко замкнутым ротором благодаря своей простоте, дешевизне, малым габаритным размерам и высоким КПД широко используется в нерегулируемом электроприводе различных машин и установок.

Осуществляем выбор электропривода вентилятора. Примем асинхронный двигатель марки ВРМ132М2.

Система электропривода РКС

Частота вращения ротора асинхронного двигателя зависит от угловой скорости вращающегося магнитного поля статора и скольжения. Угловую скорость асинхронного двигателя при постоянной нагрузке можно считать функцией двух переменных: угловой скорости вращающегося поля (синхронной скорости) и напряжения на кольцах ротора. Поэтому скорость двигателя можно регулировать изменением напряжения на кольцах ротора или изменением скорости вращающегося магнитного поля статора.

Напряжение на кольцах ротора можно изменять, включая добавочные сопротивления или вводя дополнительную э. д. с. в цепь ротора. При введении добавочного активного сопротивления в цепь ротора, ток в роторе уменьшается. При этом уменьшается момент двигателя, и скорость его начнет снижаться.

При работе в зоне малых скоростей характеристики становятся настолько мягкими, что небольшое изменение статического момента вызывает значительное изменение угловой скорости. Вследствие этого по условию поддержания стабильных значений угловой скорости двигателя приходится обычно ограничивать диапазон регулирования.

Регулирование скорости введением добавочного сопротивления в цепь ротора неэкономично, так как снижение скорости вращения связано с потерями, пропорциональными скольжению двигателя. Поэтому реостатное регулирование скорости применяют для установок, в которых время работы с малой скоростью незначительно. Это позволяет снизить стоимость и габариты аппаратуры в результате использования пускового реостата в качестве регулировочного.

Если момент нагрузки рабочей машины зависит от скорости, в частности пропорционален щІ, то электрические потери в цепи ротора имеют максимум при скорости щ=0,67щ. Поэтому для таких машин реостатное регулирование находит применение.

В качестве регулировочного сопротивления используют жидкостные или металлические реостаты. В последнем, наиболее распространенным случае число возможных скоростей электропривода определяется числом ступеней пускового реостата, переключаемых в приводах небольшой мощности обычно с помощью силовых контроллеров барабанного или кулачкового типа. Такая система управления встречается на лебедках, обслуживающих неответственные объекты, и шахтных электровозах.

Для мощных приводов применяют релейно-контакторные системы управления с автоматическим пуском двигателей в функции времени или тока по схемам, аналогичным схемам управления нерегулируемых приводов, или с комбинированным пуском в функции тока и времени. Основной отличительной особенностью таких схем регулируемого электропривода является наличие командоконтроллера вместо кнопочного пульта управления

Система электропривода АВК

Управление асинхронным двигателем путем изменения сопротивления, включенного в цепь ротора, связано с потерями энергии, пропорциональными скольжению. Для мощных двигателей, кроме того, резко возрастают размеры и стоимость коммутационной аппаратуры в роторной цепи. Более экономичным способом является применение каскадных схем включения, обеспечивающих возможность использования энергии потерь скольжения.

В каскадных схемах в цепь ротора асинхронных двигателей вводят добавочную э. д. с., направленную согласно или встречно с э. д. с. ротора и имеющую одинаковую с ней частоту.

Если добавочная э. д. с. и э. д. с. ротора совпадают по фазе (находятся в противофазе), ток ротора увеличивается (уменьшается), что приводит к возрастанию (снижению) вращающего момента двигателя. При постоянном статическом моменте это вызовет увеличение (уменьшение) скорости до значения, при котором момент двигателя станет равным статическому.

Таким образом, меняя величину и направление добавочного э. д. с. можно регулировать скорость вращения асинхронного двигателя в сторону уменьшения ее (свыше синхронной скорости).

При регулировании скорости вниз от синхронной добавочной э. д. с. находится в противофазе с э. д. с. ротора и угол сдвига тока ротора и добавочного э. д. с. превышает 90 электрических градусов. Источник добавочной э. д. с. при этом преобразует энергию потерь скольжения в механическую или электрическую энергию промышленной частоты.

В зависимости от способа преобразования этой энергии каскадные схемы разделяют на электрические и электромеханические каскады. В электрических каскадах энергия скольжения за вычетом потерь в цепи преобразователя отдается в сеть, а в электромеханических каскадах преобразуется в механическую энергию, подводимую к валу привода.

Для преобразования энергии скольжения раньше использовались электрические машины (одноякорные преобразователи, двигатель-генераторные агрегаты), включаемые в цепь ротора асинхронного двигателя, поэтому такие схемы получили название каскадных схем, или электромашинных каскадов. Чтобы не согласовывать по фазе и частоте, в настоящее время энергию скольжения преобразует сначала в энергию постоянного тока с помощью вентильного преобразователя. При использовании электрических машин для последующего преобразования энергии электропривод называют вентильно-машинным каскадом. Схемы, в которых преобразование энергии скольжения осуществляется только с помощью вентильных преобразователей, называют асинхронно-вентильными каскадами.

Электромашинные каскады находят ограниченное применение, в частности для привода мощных вентиляторных установок. Это объясняется необходимостью использования вспомогательных машин, мощность которых соизмерима с мощностью регулируемого асинхронного двигателя. Таким же недостатком обладают и вентильно-машинные каскады.

Электропривод системы ПЧ-Д с АИН

Общие сведения

Регулирование скорости вращения изменением частоты питающего напряжения является по существу единственным способом регулирования для синхронных двигателей, а для асинхронных обеспечивает наилучшие показатели по сравнению со всеми другими способами и позволяет использовать наиболее простой тип двигателя - асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором.

Однако изменение частоты влияет и на механические характеристики двигателя. При уменьшении частоты момент возрастает по сравнению с номинальным режимом, а при увеличении частоты снижается.

Для получения нормальных режимов работы, обеспечивающих полное использование двигателя, необходимо одновременно с изменением частоты менять и амплитуду напряжения, подводимого к статору.

Для осуществления такого регулирования необходим преобразователь, позволяющий плавно изменять частоту переменного тока при одновременном изменении его напряжения по определенному закону, в общем случае представленному нелинейной функцией.

Применявшиеся с этой целью до настоящего времени электромашинные преобразователи не отвечают этим требованиям, обладают малым быстродействием, а по габаритам и экономичности уступают электроприводам постоянного тока. Поэтому они используются очень редко, преимущественно в тех случаях, когда применение электропривода постоянного тока становится затруднительным (при очень мощных и быстроходных установках, для одновременного регулирования нескольких двигателей и т.п.).

Появление вентильных преобразователей частоты на управляемых кремниевых вентилях делает перспективным применение электропривода с регулированием частоты. При этом обеспечивается возможность регулирования скорости двигателя вверх и вниз от основной скорости.

В настоящее время вентильные преобразователи частоты (ВПЧ), обеспечивающие высокое быстродействие и возможность раздельного изменения частоты и напряжения, получают широкое применение. Большое количество разработанных схем вентильных преобразователей частоты может быть разделено на два основных типа, свойства которых определяют область их использования.

К первому типу относятся преобразователи с промежуточным звеном постоянного тока, осуществляющие выпрямление переменного тока промышленной частоты и последующее преобразование в переменный ток необходимой частоты и напряжения.

Ко второму типу относятся преобразователи с непосредственной связью (или непосредственные преобразователи частоты), у которых функции выпрямления и инвертирования совмещены и выполняются вентилями одновременно.

Преобразователи частоты со звеном постоянного тока позволяют изменять выходную частоту в широких пределах (от долей герца до нескольких килогерц) при любой частоте питающей сети. Поэтому они могут применяться для электроприводов механизмов, требующих большого диапазона изменения скорости вверх и вниз от основной синхронной, или для быстроходных приводов, питающихся от источников повышенной частоты и работающих со скоростью в несколько десятков тысяч оборотов в минуту.