Расчет многоканатной подъемной установки рудной шахты

У машин с подшипниками качения укладку вала на постаменты выполняют совместно с коренными подшипниками, а если позволяет грузоподъемность крана (или подъемных приспособлений, примеряемых вместо него), то вал вместе с коренными подшипниками и постаментами укладывают непосредственно на подготовленный для этой цели фундамент. Это способ оправдывает себя во многих случаях, так как отпадает необходимость в большом объеме предварительных работ по отделению постаментов и предварительной их установке.

Если стоянки подшипников крепят на общей раме, то предварительно устанавливают одну раму. Ее положения относительно осей машины проверяют отвесами, опущенными со струн, закрепляющих эти оси. Положение рамы в горизонтальной плоскости проверяют слесарным уровнем с ценой деления 0,10 мм/м, устанавливаемым на контрольные строганные поверхности рамы.

После окончания установки вала и обтяжки анкерных болтов приступают к навеске барабана. Наибольшее распространение нашли два способа. По первому из них еще до укладки вала в проем фундамента опускают мостовым краном (или кран-балкой) и укладывают ее на специальный настил из бревен. Окончив укладку вала, приподнимают домкратами нижнюю половину барабана так, чтобы совпали отверстия под монтажные болты в лобовинах барабана и ступицах вала, и закрепляют эту половину на валу монтажными болтами. Затем мостовым краном или при его отсутствии лебедкой надевают на вал верхнюю половину барабана, соединяя ее с валом, и монтажными болтами соединяют обе половины барабана между собой. Установку распорных колец и сварку обеих половин барабана между собой, а также установку пасованных болтов для крепления лобовин барабана к ступицам выполняют в соответствии с указаниями, приведенными в заводских чертежах. Для разных машин объем сварочных работ и установка вспомогательных распорных колец значительно отличаются друг от друга и в основном зависят от конструкции машин, поэтому приводить их здесь не имеет смысла.

В процессе ревизии сборки вала этой конструкции проверяют:

- Отсутствие зазоров между лобовинами и приводным шкивом, затяжку тангенциальной шпонки и фиксацию ее упора.

- Наличие смазки на посадочном месте лобовины (она имеет скользящую посадку на валу и поэтому должна смазываться);

- Величину зазоров между верхней обоймой сферического подшипника и боковыми крышками у левого и правого коренных подшипников, обеспечивающих возможность смещении коренного вала в осевом направлении;

- Крепление упорной шайбы;

- Чистоту смазочных канавок, наличие тавотниц и пробок у лобовин барабана и крышек коренных подшипников;

- Биение тормозных ободов и канавок под канаты;

3.2 Наладка корпуса и вала

Предмонтажная ревизия начинается с корпуса. Очищая его от грязи и удаляя консервирующие покрытия и краску, осматривают внутренние поверхности, убеждаясь в отсутствии трещин, наколов и прочих изъянов. Укладывая корпус на заранее разложенные прокладки, следят за тем, чтобы отверстия под анкерные болты в корпусе совпали с отверстиями в фундаменте (если для крепления корпуса к фундаменту предусмотрены шпильки) или, предварительно заводя в отверстия анкерные болты и укрепляя их в анкерных плитах и раскладывая на фундамент прокладки в заранее намеченных местах, устанавливают корпус редуктора на фундаменте и слегка обтягивают его анкерными болтами. Устанавливая уровень на строганные части корпуса и регулируя высоту отдельных подкладок, добиваются строго горизонтального положения разъема корпуса. Затягивая постепенно анкерные болты, убеждаются в отсутствии деформации корпуса по неизменным показателям уровня в разных точках па строганной части корпуса, т.е. убеждаются в том, что высота подкладок примерно одинакова, а места их расположения выбраны правильно. Убедившись в правильной установке корпуса, проверяют прилегание нижней части вкладышей к корпусу и только после этого приступают к укладке вала. Предварительно вал должен быть очищен от консервационных покрытий, шейки вала промыты и осмотрены, а при необходимости и пришлифованы. Укладывая вал на нижние, части вкладышей, проверяют качество прилегания шеек вала к баббиту и при необходимости слегка подшабривают. После этого, ослабляя анкерные болты, приступают к центрированию полумуфт вала машины и вала редуктора. Эту операцию выполняют в соответствии с требованиями.

Получив приемлемые результаты совпадения осей валов, снова обтягивают анкерные болты и приступают к окончательной регулировке положения корпуса редукторами прилегания шеек вала к нижним вкладышам. Эту операцию начинают с осмотра и обслуживания прокладок и проверки мест их расположения. Прокладки должны быть заложены под оси валов, по бокам анкерных болтов, по углам корпуса и дополнительно из расчета соблюдения наибольшего расстояния в 600 мм между соседними прокладками. Типы прокладок и допускаемую их суммарную высоту выбирают с учетом условий. Затяжка анкерных болтов должна обеспечить плотное прилегание прокладок к фундаменту и корпусу редуктора, а также полную их неподвижность при отстукивании молотком.

Далее проверяется отсутствие деформации в корпусе после укладки вала и обтяжки анкерных болтов. Она осуществляется с помощью рамного уровня, устанавливаемого на части корпуса и шейки вала. Правильная установка корпуса должна быть выполнена так, чтобы геометрические оси валов находились в одной плоскости с допуском ±0,5 мм, определяемым по показаниям уровня на шейках вала колеса, а сам корпус не имел бы прогибов от затяжки анкерных болтов, что выясняется установкой уровня по углам корпуса и между валами.

После получения хорошего прилегания шейки вала к нижнему вкладышу можно приступить к окончательной проверке центровки. Ее начинают с определения величины биения полумуфт и сравнения полученных данных с допусками. При отступлении от допусков, не поддающихся исправлению, их согласовывают с заводом-изготовителем, причем это оформляется специальным протоколом.

3.3 Монтаж и наладка тормозных систем

В настоящее время пружинно-грузовые приводы получили очень, широкое распространение. Ими оборудуются ужо не только многоканатные машины, но и часть машин с цилиндрическими барабанами. Поступательное движение колодок обеспечивается четырехзвенником, состоящим из тормозной балки, вспомогательной стопки и тормозной колодки. Этой тормозной системе присущи почти все достоинства и недостатки тормозных систем НКМЗ с поступательно движущимися колодками. Здесь также возникает передача усилий на вал машины при неравномерном зазоре между ободом и колодкой, а тормозной рычаг своим весом способствует затормаживанию машины, поэтому часть его веса, а также вес вертикальной тяги и поршней совместно с весом подвесных устройств для грузов необходимо учитывать при расчете веса грузов тормозной системы. Очень часто вес подвижных частей, влияющих на затормаживание (при предохранительном торможении), составляет половину веса расчетного груза. Вместе с тем на растормаживание машины эти веса не оказывают влияния, так как оно осуществляется принудительно при впуске сжатого воздуха в тормозной цилиндр маневрового торможения.

Регулировка зазоров между ободом и колодкой.

Каждая машина снабжена двумя тормозными приводами (по одному на тормозной обод), регулируемыми раздельно, но при этом необходимо, чтобы величина хода поршней в маневровых цилиндрах была почти одинаковой. Приступая к регулированию, вначале с помощью вспомогательной стойки устанавливают одинаковый зазор между тормозной колодкой и ободом по всей длине их соприкосновения. Для этой цели на стойке имеется специальная стяжная муфта или регулировочная гайка, в зависимости от конструкции стойки. Операцию выполняют для каждой из четырех колодок. Подгоняя колодки, можно достигнуть довольно хороших результатов, так как вся тормозная система смонтирована на общей раме с коренной частью и после подливки машины представляет жесткий узел. Следует отметить, что при общей раме неточности подгонки колодок не вызывают деформации фундамента, так как усилия, возникающие в вертикальных регулировочных стойках при затормаживании машины (с плохо подогнанным зазором между ободом и колодкой), передаются только на раму машины и коренной вал, и все же из-за наличия этих усилий завод вынужден перейти на несколько иную конструкцию тормозной системы. В последних выпусках уже отсутствует регулировочная стойка, ее заменили пружины, связывающие тормозную колодку с балкой. Регулированием длины и натяжения пружин добиваются равномерного зазора между ободом и колодкой по всей длине касания.

Для разделения зазоров поровну между передней и задней колодками служат пружинные упоры. Для этого при заторможенной машине вывинчивают каждый упор на колодках до соприкосновения его со штоком и затем слегка сжимают пружину штока, доворачивая упор примерно на І/3 оборота. Растормаживая машину, проверяют величину отхода колодок и сжатие пружин на каждом упоре. Если зазор оказывается разделенным примерно поровну, упоры фиксируют контргайками, оканчивая на этом регулирование. При недостаточно точном разделении зазора (разница более 15% от наибольшей величины зазора) производят необходимую подрегулировку, немного сильнее затягивая пружину колодки с большим зазором и ослабляя пружину у колодки с меньшим зазором. После получения удовлетворительных результатов закрепляют упоры.

4. Электроснабжение и электрооборудование

4.1 Краткая характеристика электроснабжения

Запорожский железорудный комбинат электрифицирован по двум воздушным линиям электропередач от двух электростанций, Запорожской атомной электростанции (ЗАЭС) и Запорожской гидроэлектростанции (ЗГЭС), напряжением 154 кВ. Воздушные линии электропередач подают напряжение на ГПП ЗЖРК, где напряжение понижается с 154 кВ до 35 кВ и 6 кВ.

4.2 Анализ существующей схемы электроснабжения подъёмной установки

Приводом подъемной установки является тихоходный двигатель постоянного тока ПБК 380/125 (3400 кВт, 40 об/мин, 860В) получающий питание от мотор-генераторной группы в составе генератора постоянного тока и синхронного двигателя (привод Г-Д). Основным является привод по системе Г-Д.

В приводе по системе Г-Д (генератор П21-40-17к) регулирование скорости подъемного двигателя и изменение направления его вращения производится изменением величины напряжения и полярности на зажимах якоря, что достигается изменением величины и тока в обмотке возбуждения генератора ОВГ.

Питание обмотки возбуждения генератора осуществляется от реверсивного тиристорного преобразователя-возбудителя типа КТЭ 320/220-922-1Т-УХЛ4 и электромашинного возбудителя (ЭМУ). Проектом предусматривается замена электромашинного возбудителя на тиристорный регулятор скорости ТРС поставки ГАК «Донбассуглеавтоматика». Оперативное переключение возбудителей генератора осуществляется при помощи переключателя QS2 (устанавливается в шкафу ШК). Возбуждение двигателя при работе привода по системе Г-Д осуществляется от тиристорного преобразователя типа КТЭ 320/220-912-1Т-УХЛ4.

Переключение силовых цепей с основного привода на резервный выполняется силовыми переключателями: якорная цепь - существующий переключатель 5П-Я, расположенный в подвале помещения двигатель-генераторов, цепи возбуждения двигателя - переключателем QS1 шкафа ШК.

В качестве привода для генератора используется синхронный электродвигатель СДНЗ-17-76-12 (4000кВт, 500об/мин, 6кВ). С целью снижения величины и длительности пусковых токов, сохранения обмоток и подшипниковых узлов преобразовательного агрегата от воздействия ускорений, предохранения от воздействия пусковых токов всего канала энергоснабжения ШПУ проектом предусматривается система облегченного запуска синхронного двигателя преобразовательного агрегата Г-Д с предварительной раскруткой его до подсинхронной скорости. Схема управления с системой облегченного пуска.

Предварительная раскрутка преобразовательного агрегата осуществляется генератором привода подъема, работающим в режиме "двигателя". Главная цепь привода подъема разрывается на период предварительной раскрутки силовым автоматом главного тока. Якорная цепь генератора при этом питается от существующего блока "Т-Р-В" (трансформатор-реактор-выпрямитель). Обмотка возбуждения генератора питается от штатного возбудителя генератора, который переводится на период разгона в режим, позволяющий раскрутить преобразовательный агрегат до подсинхронной скорости. При достижении подсинхронной скорости аппараты управления отключают главную цепь и обмотку возбуждения от схемы разгона и включают вакуумный выключатель 6кВ СД РУ-6кВ БПМ (фидер №50). Втягивание двигателя в синхронизм производится по штатной схеме синхронного двигателя.

4.3 Расчёт нагрузки участка

Исходные данные:

В соответствии проведённых расчётов выбран двигатель П26-86-7К, по [2] стр.29.

Номинальные данные которого:

Мощность двигателя Pн=3200 кВт;

Напряжение U=600 B;

Частота вращения n= 40 об/мин;

Коэффициент полезного действия КПД 91,5%

Расчётную нагрузку определяем из выражения:

(4.1)

(4.2)

= = 3125 кВА(4.3)

где К_с - коэффициент спроса характерной группы электроприемников;

Определенные нагрузки приведены в таблице 1.

Таблица 4.1 Расчетные электрические нагрузки.

Электроприемник	Номинальная мощность Рн, кВт	Кс	соsц	Iр,А	tqц	Расчетные нагрузки
						Рр	Qр	Sp,
						кВт	квар	кВА
Подъемная установка	3200	0,8	0,8	300	0,75	2560	1792	3125

Принимаем трансформатор ТМ-4000/069, со следующими характеристиками:

Номинальная мощность трансформатора

Номинальное высоковольтное напряжение

Номинальное низковольтное напряжение

Так как управления двигателем постоянного тока по системе Г-Д устарела, то для питания двигателя постоянного тока используем схему управляемого выпрямителя, в котором для преобразования переменного тока в постоянный вместо обычных выпрямляющих диодов используются тиристоры.

Принимаем такую схему электроснабжения подъёма:

Основным источником питания промышленных двигателей постоянного тока остается переменный ток, и этот переменный ток должен быть преобразован в постоянный ток.

Схема управляемого выпрямителя работает по принципу изменения времени «пускового» импульса относительно импульсов колебаний переменного тока. Чем раньше в каждом периоде переменного тока откроется тиристор, тем дольше он будет пропускать ток к двигателю. Схема фазового управления отвечает за генерацию импульсов и их длительность.

Привод постоянного тока просто регулирующий мощность, поступающую к двигателю, был бы непродуманным и трудно применимым для управления большинством процессов. Чего бы в идеале хотелось от регулируемого привода, так это точного управления скоростью двигателя. По этой причине большинство приводов рассчитано на получение обратной связи от тахометра, механически соединенного с валом мотора. Тахометр обычно представляет собой небольшой генератор, создающий постоянное напряжение, прямо пропорциональное скорости вращения вала (с выходом 0-10 В). По его показаниям регулируемый привод дросселирует электрическую мощность, подводимую к двигателю так, чтобы скорость вращения совпала с заданной управляющим сигналом. Имея встроенный контур обратной связи для регулирования скорости, регулируемый привод становится «ведомым контроллером» в системе управления. Привод может принимать выходной сигнал уставки скорости от любого контроллера например тахогенератор.

Достоверность сигнала обратной связи от тахогенератора к регулируемому приводу крайне важна для безопасности. Если тахогенератор отсоединится - механически или электрически (это не имеет значения) - от привода, то привод будет «думать», что мотор не вращается. В качестве регулятораскорости, привод будет передавать полную мощность двигателю, мгновенно «догоняя» его до полной скорости. В лучшем случае это просто нежелательно, но разгон до максимальной скорости становится довольно опасным в случае больших двигателей.

Табл. 4.2. Номинальные характеристики выпрямителя типа В-ТППД

Наименование параметров	Значение параметров
Номинальное напряжение питающей сети, кВ	6/0,69
Частота питающей сети, Гц	50
Номинальное выпрямленное напряжение, В	600 ± 23
Номинальный выпрямленный ток, кА	6
КПД (без учета трансформатора), %,	96,50%
Коэффициент мощности (при смешанной нагрузке), не менее	0,925

4.4 Расчёт электрической сети

Высоковольтные кабели рассчитываются по:

а) длительно допустимому нагреву;

б) допустимой потере напряжения;

в) термической устойчивости току к.з.

г) по экономической плотности тока.

а) Длительно допустимая нагрузка

(4.4)

По расчетному току Ір = 300 А, принимаем два трехжильных кабеля с алюминиевой токопроводящей жилой в алюминиевой оболочке с бронепокровом из плоских лент (ААБ-6 3х95), допустимый ток которого Iдоп = 2. 165А = 330 А ? Iр = 300 А по [6] стр. 181.

б) Допустимая потеря напряжения

5%(4.5)

что меньше допустимого значения 5 %

где, - расчетный ток в линии, А;

- длина кабельной линии, м;

-проводимость материала, для алюминия принимаем

-сечение кабеля, мм²;

- номинальное напряжение, В;

в) Сечение кабеля по термической устойчивости току к.з.

(4.6)

где, - установившийся ток короткого замыкания, I³_К.З = 24000 А - по данным ЧАО ЗЖРК ;

- фактическое время действия к.з 0.26 с ;

- термический коэффициент токопроводящего металла, для алюминия С=90;

г) Сечение кабеля по экономической плотности тока

(4.7)

Окончательно принимаем два кабеля (ААБ-6 3х150), удовлетворяющий всем условиям.

4.4 Расчёт токов короткого замыкания

Расчет токов короткого замыкания выполняем упрощенным методом. Расчет токов к.з. необходим для проверки устойчивости при к.з. выбранных уставок защиты и отключающей способности пускозащитной аппаратуры.

Ток трехфазного к.з. для любой точки сети может быть определен по формуле:

(4.8)

где Хрез - результирующие активные и индуктивные сопротивления цепи к.з. соответственно.

Ток двухфазного К.З. определяется по формуле:

(4.9)

Для расчета токов к.з. составляется расчетная схема и схема замещения на основании схемы электроснабжения.

Схема замещения представляет собой ряд последовательно включенных индуктивных сопротивлений, т.к. активные сопротивления не существенны ими можно принебречь.

Ток короткого замыкания в точке К1 на шинах подстанции вспомогательных приводов составляет 24000 А по данным ЧАО ЗЖРК.

Мощность к.з на шинах ЦПП:

(4.10)

Результирующее индуктивное сопротивление цепи к.з. до точки К2

Z = х_вс + х_ск, Ом(4.11)

где: х_вс - сопротивление внешней системы;

, Ом(4.12)

Подставляя числовые значения, получаем:

Ом

Хтабл - индуктивное сопротивление кабеля по [6] стр. 181

Хск = Lк. Хтабл, Ом (4.13)

где Lк - длина кабеля, км;

Хтабл - табличное индуктивное сопротивление 1км кабеля.

Хск = 2. 0,050. 0,076 = 0,0076 Ом

Тогда по (4.8) и (4.9) двухфазный ток К.З. в точке К2

А

4.5 Расчет распределительного устройства высокого напряжения

Распределительные устройства подстанции комплектуются из высоковольтных комплектных распределительных устройств (КРУ). Выбор КРУ производится по нормальным условиям работы путем сравнения каталожных величин с расчетными. Предусматриваются ячейки вводные, секционные и отходящих присоединений (по числу фидеров).

В КРУ применяются в закрытых распределительных устройствах общепромышленного назначения, в электроустановках с частыми коммутационными операциями при наличии шкафов с вакуумными выключателями.

В КРУ серии КУ6С выкатной элемент нового типа с механизмом раздельного перемещения из рабочего в контрольное положение и наоборот при закрытых дверях. Двери имеют оригинальное запирающее устройство, чем обеспечивается надежная защита обслуживающего персонала.

Выбор КРУ производится по нормальным условиям работы путем сравнения каталожных величин с расчетными.

Выбор вводной ячейки выполним в табличной форме.

, кА (4.14)

Подставляя числовые значения, получаем:

Фактическое время действия токов к.з. без выдержки составляет t_ф= 0,2с, поэтому необходимо расчетный предельный ток к.з. привести к трехсекундному по формуле:

(4.15)

Высоковольтное КРУ типа КУ6С подходит по всем параметрам.

Вывод:

В данном разделе приведена краткая характеристика электроснабжения, анализ существующей схемы электроснабжения подъёмной установки, расчёты: нагрузки участка, кабельной сети, токов короткого замыкания.

Выбраны два кабеля типа ААБ-6 3х150 с Iн=225 А; Тиристорный выпрямитель типа В-ТППД для питания приводного двигателя подъёмной установки.

Также был произведен расчет комплектного распределительного устройства КРУ типа КУ6С.

5. Охрана труда

5.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов при эксплуатации подъёмной установки

При эксплуатации подъемной установки возникают следующие вредные производственные факторы: пыль, шум, микроклимат, вибрации, недостаток природного осветления, электромагнитные поля.

К опасным производственным факторам относятся: оборудование, которое работает под давлением, выше чем атмосферное; электрооборудование; обрыв каната; пробуксовка и скольжение каната по канатоведущему шкиву; открытые вращающиеся части подъемной машины и элементы подъемной установки.

К основным опасностям при канатном подъеме и спуске людей и грузов по вертикальным выработкам относят:

1. Падение грузовых и людских подъемных сосудов;

2. Удары и резкие остановки людских подъемных сосудов;

3. Падение в выработку перевозимых в сосудах грузов или иных предметов;

4. Падение людей в ствол.

Из-за обрыва канатов или сцепок происходит падение подъемных сосудов в ствол. Одна из причин обрыва каната - застревание в стволе клети, движущейся вниз. В этом случае канат напускается и ложится на клеть, которая под его весом срывается и, падая, рвет канат. Клеть может застрять, зацепившись за неисправные расстрелы, петли кабеля (которые образуются при его проскальзывании в зажимах), а также при срабатывании парашютов и обмерзании ствола.

При несоблюдении установленных зазоров происходят удары подъемных сосудов о крепь или армировку, а также резкие остановки при переподъеме сосуда или напуске каната могут привести к серьезному травмированию людей, находящихся в подъемном сосуде.

Очевидна также опасность падения людей в выработки при посадке в подъемный сосуд, высадке из него или при его движении. Падающие в выработку грузы и предметы опасны для работающих в ней и перевозимых людей.

Меры, обеспечивающие безопасность реализуются в конструкциях подъемных установок и их элементов путем применения в них специальных средств защиты, блокировки, автоматизации, сигнализации, осуществления систематического контроля за состоянием установок и их элементов, а также организации безопасной эксплуатации подъема.

Шахтная подъёмная установка должна быть оборудована следующими защитными и блокировочными устройствами:

1. Максимальной и нулевой защитой;

2. Защитами от провисания струны и напуска каната в ствол;

3. Устройством блокировки, позволяющим включать двигатель после переподъёма сосуда только в сторону ликвидации переподъёма;

4. Устройством блокировки, не допускающим снятия предохранительного тормоза, если рукоятка рабочего тормоза не находится в положении «заторможено», а рукоятка аппарата управления - в нулевом положении;

5. Устройством, подающим сигнал машинисту при недопустимом поднятии петли уравновешивающего каната;

6. Дублирующим ограничителем скорости или устройством, обеспечивающим контроль целостности передачи от вала подъёмной;

7. Автоматическим звонком, сигнализирующим о начале периода замедления (за исключением грузовых подъёмных установок, работающих в автоматическом режиме).

На случай поломки подъёмной машины или застревания подъёмных сосудов в стволе оборудованы аварийно-ремонтные подъёмные установки.

Запрещается переход людей через подъёмные отделения ствола. На всех горизонтах шахты перед стволами установлены предохранительные решетки для предупреждения перехода людей через подъёмные отделения.

Подъёмная машина снабжена аппаратом (индикатором), показывающим машинисту положение сосуда в стволе.

Подъёмная машина должна иметь исправно действующие:

1. Самопишущий скоростимер (тахограммы должны храниться в течение 3 месяцев);

2. Вольтметр и амперметр;

3. Манометры, показывающие давление сжатого воздуха в тормозной системе.

5.2 Инженерно-технические мероприятия по охране труда

Для обеспечения нормальных зрительных восприятий требуется соблюдение ряда условий, наиболее важным на которых является достаточно высокая освещенность рабочих поверхностей, колеблющаяся в условиях естественно дневного света.

При искусственном освещении практически приходится ограничиваться освещенностью в десятки раз меньшей, из-за экономических причин такая высокая освещенность при искусственном освещении оказывается недостижимой по этому минимальная освещенность, установленная исходя из санитарно-гигиенических условий и учета физиологии зрения человека, предписана «Правилами и нормами искусственного освещения промышленных предприятий».

Между тем переход глаза с более освещенных поверхностей к менее освещенным требует известного времени для приспособления глаза (адаптации), что вызывает соответствующее напряжение нервной системы и связанное с этим повышенное утомление, снижение производительности труда и т.д. Поэтому весьма важно обеспечить не только необходимую минимальную освещенность, но и равномерность освещения, под которой понимается отношение наименьшей освещенности в данном помещении или на рабочей поверхности к наибольшей освещенности.

В соответствии с правилами и нормами искусственного освещения, равномерность освещения в одной и той же плоскости на протяжении 0,75 м должна быть при внутреннем освещении не ниже 0,3, при общем освещении - не ниже 0,2 и при наружном общем освещении - не ниже 0,04.

Важным является требование ограничения ослепляющего действия источников света. Это достигается двумя основными способами:

применением непрозрачных, светорассеивающих колпаков, закрывающих нить накаливания лампы от прямого воздействия ее на глаз;

удалением источника света на поля зрения путем подвески его на достаточной высоте. Практически в этом случае достаточно, чтобы угол между лучом, идущим от лампы к глазу, и горизонтальной плоскостью был больше 30^о.

Рациональное освещение должно удовлетворять следующим основным требованиям:

обеспечивать достаточную равномерность освещения;

ограничивать слепящее действие источников света, обладающих большой блескостью;

не давать резких теней и контрастов на рабочей поверхности.

Эти требования в условиях подземных выработок горных предприятий к ряду затруднений, связанных с особенностями шахтных выработок, весьма неблагоприятными в светотехническом отношении.

В проекте и оборудовании электроостветительных установок в подземных выработках следует стремиться к тому, чтобы обеспечить, возможно, более высокую освещенность и равномерность освещения.

Метод светового потока учитывает не только поток, падающий на данную рабочую поверхность непосредственно от светильника, но и поток, отраженный от стен и потолка при данной их окраске, при заданных размерах помещения и типе светильника путем введения, так называемого коэффициента использования осветительной установки.

5.2.1 Расчёт освещения

Определим количество и мощность светильников для освещения здания главной подъемной установки. Здание имеет одно помещение, требующее в освещении.

В здания размещенные: подъемная машина, пульт управления, масло станция, аппарат задания и контроля хода, шкафа электрической части и системы автоматизации и др.

Исходные данные:

Высота помещения 7м, площадь 15Ч18=270 .

Расцветка стен и потолка светла.

Минимальная освещенность по Правилам безопасности =50лк.

Напряжение сети U=220 В.

Высота подвеса светильников над рабочей поверхностью .

Показатель помещения (і) для подъемной машины:

І===2,04(5.1)

Площадь подвального помещения 4Ч3.

Показатель помещения (і) для подвального помещения:

І== =0,6

Принимаем показатель і=1

Принимаем к установке люминесцентные светильники с лампами белого цвета, мощностью 40Вт, при напряжении 127 В.

При светлой расцветке стен и потолка, показателю помещения 1, коэффициенты пользования.

з=0,32 принимаем коэффициент запаса =1,5.

Находим общей световой поток, необходимый для обеспечения необходимой освещенности.

Для помещения подъемной машины:

Ф=(5.2)

где z - коэффициент, равный отношению средней освещенности Еср.. К минимальной освещенности , для поверхности z=1,1.1,3; для подземных выработок z= 1,3…1,4.

Ф==75938 лм

Для подвального помещения

Ф= =3928 лм

По [8] из таблицы 24, выбираю лампу у которой световой поток Fл мощностью 40Вт для подвального помещения лм. По этой же таблице находим световой поток одной лампы мощностью 200 вт, Fл= 2700 лм.

Принимаем 2 светильника РВЛ -40М, мощностью 40 вт, имеет световой К. П. Д.=0,65

Принимаю 29 светильников РП- 200 с F= 2700 лм и мощностью 200 вт и световым К.К.Д. = 0,6

Общая потребляемая мощность на освещение главной подъемной установки составляет:

=Р1+Р2= 5800+80= 5880 Вт (5.4)

где Р1= 29Ч200= 5800 Вт и Р2=2Ч40=80 Вт

Преимущества принятых ламп:

- Световая отдача в 3,5 раз выше световой отдачи ламп накаливания;

Свет высокого качества;

Срок службы 2000-3000 часов и больше в 2-2,5 раза срока службы ламп накаливания;

- Лампы малочувствительны к вибрации.

5.3 Противопожарные мероприятия

Для каждой шахты должен быть составлен проект противопожарной защиты, который согласуется с командиром ВГСЧ, органами пожарного надзора и утверждается главным инженером комбината, рудоуправления. В проектах должно быть предусмотрено использование для пожаротушения всех действующих водоотливных магистралей, водопроводов, оросительных систем и воздухопроводов. При наличии только воздухопроводов предусматривается прокладка специальных противопожарных трубопроводов.

На всех шахтах, находящихся в эксплуатации, строительстве или реконструкции согласно ЕПБ должны быть выполнены мероприятия, предотвращающие возникновение пожаров в горных выработках.

Устья стволов, шурфов, подающих свежий воздух, должны иметь металлические ляды или двери.

Тушение пожара необходимо производить в соответствии с планом ликвидации аварий и проектом противопожарной защиты предприятия.

Очаги пожара необходимо ликвидировать с применением воды, углекислоты, инертной породы, глинистых растворов, высокократной стойкой пены и других средств пожаротушения. Для тушения пожара, возникшего от возгорания горючих жидкостей, электрических кабелей, масла в трансформаторах или в других электрических устройствах необходимо применять песок или специальные огнетушители.

Причины пожаров и меры их предупреждения:

1. Чрезмерное увеличение тока в цепи в результате к.з. или перегрузки - все линии снабжаются защитой с помощью максимальных реле, предохранителей, тепловых реле.

2. Размыкание под нагрузкой контактов или проводников -- применять дугогантельные камеры, блокировки, использовать бронированные кабели, прокладывать их на высоте исключающей повреждения их трансформаторным средством, использовать гибкие кабели экранированные, что обеспечивает автоматическое отключение кабеля от сети при любых повреждениях.

3. Высокое сопротивление в местах контактных соединений - профилактика, не допускать соединения проводов соединения проводов скруткой.

4. Утечки на землю - применять реле утечки, блокировочные реле утечки, компенсацию емкостной составляющей тока.

При возникновении пожара необходимо обесточить электроустановку, пользоваться песком, углекислыми огнетушителями, инертной пылью.

При появлении в электроустановке открытого устойчивого пламени тушение обычными способами не достигает цели и может привести к поражению электрическим током лиц, производящих тушение и находящихся рядом. Возможно усиление и дальнейшее распространение пожара, нанесение значительного ущерба электроустановкам.

Поэтому, приступая к тушению пожара в электроустановках, последнюю необходимо обесточить. Одновременно должны быть обесточены электроустановки, находящиеся рядом.

Тушение пожара электроустановок находящихся под напряжением производится по спец. инструкции.

Тушение электроустановок выполняют углекислотными огнетушителями.

При быстром испарении жидкой углекислоты образуется твердая (снегообразная) углекислота которая, будучи направлена в зону пожара, снижает концентрацию кислорода, охлаждает горящее вещество.

К профилактическим мероприятиям по предупреждению пожаров можно отнести: запрещение открытого огня в шахтах и соблюдение специальных мер предосторожности при выполнении огневых работ в горных выработках; надежная защита шахтных электрических сетей от перегрузок, коротких замыканий и опасных токов утечки; соблюдение правил безопасности при ведении взрывных работ; контроль за состоянием всех шахтных машин и механизмов.

Организационно-технические мероприятия направлены на сокращение возможных объектов горения и обеспечение возможности быстрой локализации и ликвидации очагов горения; крепление наиболее ответственных выработок огнестойкой крепью и размещение в шахте эффективных средств пожаротушения, позволяющих ликвидировать пожар в начальной стадии.

С этой целью необходимо следить за правильным выполнением всех контактных схем соединений, а именно штепсельных схем соединений, кабельных муфт, режимов двигателей, аппаратов и т.п.

Контакты периодически ослабляются в связи, с чем необходима регулярная проверка.

Одной из наиболее эффективных мер борьбы с потерями тока является применение гибкого кабеля с негорячей резиновой оболочки, либо экранированного кабеля. При применении бронированных кабелей в машинных камерах нужно удалять наружный джутовый покров.

В здании подъемной установки имеется пожарный щит, укомплектованный в соответствии с Правилами Безопасности следующим инвентарем:

1. Огнетушитель - 4шт.;

2. Лопаты - 2 шт.;

3. Топор - 2 шт.;

4. Багор - 2 шт.;

5. Лом - 2 шт.;

6. Ведро - 2 шт.;

7. Пожарный рукав - 30м.

Возле пожарного щита расположен ящик с песком, объемом не менее 0,2 м³.

Устье ствола должно иметь металлические лады, легко и плотно закрывающие сечение ствола и содержаться в исправном состоянии.

При наличии в стволе шахты лестничного отделения вентиляционный ход должен быть соединен с ним. Эго здание должно располагаться от других зданий и сооружений на расстоянии, предусмотренном СНнП 11-М, 1-71 «Генеральные планы промышленных предприятий. Нормы проектирования».

Сопряжение этого вентиляционного канала (хода) с лестничным отделением ствола шахты должно находиться на глубине не менее 4 м от устья шахты до кровли вентиляционного канала (хода).

Вентиляционный ход должен служить запасным выходом и иметь размеры по высоте не менее 1,8 м и по ширине 1,4 м.

Запрещается курить и пользоваться открытым огнем в надшахтных званиях, о чем должно быть вывешено объявление на видном месте.

Противопожарные водоемы на поверхности шахт должны быть утеплены, иметь насосную установку и утепленный водопровод от водоема к каждому стволу шахты и между существующими зданиями.

На водопроводе у стволов и у всех зданий на поверхности должны быть установлены отводы с вентилями и пожарными гайками.

При проектировании водоемов расположение их следует предусматривать в местах, удобных для забора воды ручными насосами при тушении пожаров в зданиях на поверхности шахт.

Противопожарный трубопровод на поверхности должен быть снабжен задвижками, позволяющими:

а)наполнять водоем из водопровода и из водоотливного става;

б)осуществлять подачу воды к любому отводу водопровода и по водоотливному ставу в шахту.

Штурвалы задвижек должны быть выведены из траншей.

Каждая шахта должна иметь на противопожарном складе на поверхности запас огнетушителей в размере 10% от числа имеющихся в выработках и по три заряда на каждый находящийся в выработке огнетушитель.

Все устройства и средства противопожарной защиты в шахте должен ежемесячно проверять начальник пылевентиляционной службы в присутствии представителя МВГСО.

Вывод: В данном разделе проанализировав опасные и вредные факторы при эксплуатации подъёмной установки, были предприняты меры для обеспечения безопасности, путём установки средств защиты, блокировки, автоматизации и сигнализации. В инженерно-технических мероприятиях по охране труда, для обеспечения нормальных зрительных восприятий, произведён расчёт рационального освещения блока подъёмных машин, удовлетворяющий требованиям. Также представлены мероприятия, предотвращающие возникновение пожаров.

6. Экономическая часть

6.1 Постановка задачи

Целью дипломного проекта является модернизация подъемной машины для повышения ее производительности.

Экономическая целесообразность и эффективность дипломного проекта характеризуется следующими показателями:

- суммой капитальных вложений;

- эксплуатационными затратами;

- сроком окупаемости дополнительных капитальных вложений;

- суммой годового экономического эффекта.

6.2 Расчёт капитальных вложений

Капитальные затраты включают:

- первоначальную стоимость оборудования;

- транспортные затраты - 5%;

- затраты на монтаж, демонтаж - 7%.

Таблица 6.1. Стоимость капитальных вложений по проекту

Наименование оборудования	Первоначальная стоимость, грн.	Затраты на трансп.,грн	На монтаж, грн	Сумма капитальных вложений, грн
Скип V=25 м3	80000	4000	5600	89600
Двигатель П26-86-7К	1120000	56000	78400	1254400
Канат стальной d=45 мм	295920	14796	20714,4	331430,4
Итого				1675430,4

6.3 Расчёт амортизационных отчислений

Фактически амортизация означает списание на протяжении нескольких лет эксплуатации балансовой стоимости основных фондов. Амортизационные отчисления относятся на расходы производстве и из них формируется амортизационный фонд предприятия, который и используется для восстановления основных фондов (капитальных ремонтов и реновации).

Амортизационный фонд состоит из двух частей. Одна часть того фонда предназначена для финансирования капитальных ремонтов основных фондов и их модернизации, другая часть амортизационного фонда предназначается для полного восстановления (реновации) изношенных основных фондов. Этот фонд предназначен для финансирования капитальных вложений по новой технике, механизации и автоматизации производственных процессов, модернизации оборудования, обновления основных фондов, совершенствования организации производства и т. д.

Механизм амортизации предусматривает применение предусмотренных налоговым законодательством Украины норм амортизационных отчислений годовая сумма амортизационных отчислений определяется по формуле:

(6.1)

где Сб - балансовая стоимость основных фондов, грн;

Na - норма амортизации, %

Таблица 6.2. Расчёт амортизационных отчислений

№ п/п	Наименование	Кол-во	Балансовая стоимость, грн	Годовая амортизация, грн
			Еденицы	Всего
1	МПМН 5х4	1	1850000	1850000	246667
2	П-26-86-7К	1	1120000	1120000	149333
3	СНМ-19	2	80000	160000	21333
4	Трансформатор	1	72000	72000	9600
5	Выпрямитель В-ТППД	1	68000	68000	9067
6	ААБ-6 3х150	50	54,2	2710	271
7	Круглопрядный канат	4932	60	295920	39456
Итого	3190114,2	3568630	475727
Затраты, на монтаж 10%	47572,7
Всего	523300

6.3 Расчёт фонда заработной платы

Оплата труда рабочих осуществляется по утвержденным тарифным ставкам, дифференцированным по условиям труда.

Расчет планового фонда заработной платы основывается на определении сумм, подлежащих выплате за 100 % -ное выполнение производственной программы при действующих тарифных ставках и системах оплаты труда. Расчет сводится в таблицу (6.3).

Профессия, численность рабочих (явочная и списочная), их квалификация принимается на основании нормативов.

Дневные тарифные ставки принимаются по действующим на базовом предприятии тарифным ставкам с учетом принятой продолжительности рабочего дня Премия, доплаты, включаемые в основную заработную плату, определяются по заданному проценту от тарифной ставки.

Премии: - ремонтному персоналу - 30%

- дежурному персоналу - 20%

Доплаты: - ремонтные и дежурные электрослесари, крепильщик - 15%

- дежурный персонал - 15%

Дополнительную заработную плату принимаем в размере 20% основной.

Отчисления на социальное страхование - 40,4% от суммы основной и дополнительной заработной платы рабочих, что составляет 263276 гривны.

6.4 Расчёт затрат по вспомогательным материалам и запасным частям

В стоимость вспомогательных материалов включают все виды материалов, расходуемых в течение года на эксплуатационные нужды проектируемого участка.

Расход материалов на ремонтно-эксплуатационные нужды зависит от технического состояния оборудования, уровня организации эксплуатации и ремонта, наличия и состояния ремонтных факторов.

Годовая потребность в материалах определяется в зависимости от нормативов расхода материалов.

Годовая потребность в покупных запасных частях в стоимостном выражении определяется в размере 3-5% от стоимости оборудования. Расчет расхода и стоимости вспомогательных материалов выполняется в таблице 6.3.

Таблица 6.3. Расчёт затрат по вспомогательным материалам и запасным частям

№пп	Материалы	Единицы измерения	Норма расхода на 100 чел-ч трудоёмкости ремонта	Трудоемкость ремонтов, чел-ч	Годовой расход материалов	Цена единицы, грн	Всего
1	Сталь сортовая	кг	50	840	420	7,44	3124,80
2	Трос стальной	кг	0,5		4,2	32,13	134,95
3	Электроды	кг	1,5		12,6	8,28	104,33
4	Прокат алюминиевый	кг	1,4		11,76	46,8	550,37
5	Лента изоляционная	кг	0,5		4,2	46,2	194,04
6	Лента киперная	м	100		840	0,15	126,00
7	Обтирочный материал	кг	6		50,4	0,6	30,24
8	Эмали, масляные краски	кг	4		33,6	30	1008,00
9	Канатная смазка	кг	600		5040	12,96	65318,40
10	Керосин	кг	60		504	6,33	3190,32
11	Солидол	кг	70		588	10,89	6403,32
12	Масло индустриальное	кг	500		4200	8,28	34776,00
13	Электр.лампы	шт	50		420	3,3	1386,00
14	Масло машинное	кг	30		252	48,6	12247,20
	Итого						128593,96
	Неучтённые материалы						19559,00
	Зап.части(3%Сб)						55500,00
	Всего						203652,96

6.5 Определение затрат на электроэнергию

Потребляемая мощность электродвигателей составляет:

W_n = W_y K_з, кВт, (6.4)

где W_y - мощность двигателя подъемной установки, кВт,

К_з - коэффициент использования оборудования (К_з = 0,7).

Расчет затрат электроэнергии в сутки:

V_э.с = W_n T_ч.р, кВт/час(6.5)

где T_ч.р - кол-во часов работы оборудования в сутки, час. (Т_ч.р =22,5 час.)

Потребление электроэнергии электродвигателями за год составляет:

V_э.г = V_г.п N_д, кВт/час, (6.6)

где N_д - количество рабочих дней установки в году, дней (К_д=305 дней)

Потребление электроэнергии с учетом всех потерь:

УV_э.г = V_э.г з, кВт/час(6.7)

где з - КПД сети (з = 0,97).

Таблица 6.4. Расчет стоимости потребляемой электроэнергии оборудованием

Наименование оборудования	Кол-во двигателей, ед	Мощность двигателя, кВт	Потребляемая мощность, кВт/час	Потребляемая электроэнергия в сутки, кВт/сут	Потребляемая электроэнергия в год, кВт/год	Потребляемая электроэнергия с учетом потерь в сети в год, кВт/год	Стоимость потребляемой электроэнергии оборудованием, грн
П26-86-7К	1	3200	2560	57600	17568000	17040960	8575000

Оплата за электроэнергию на шахте производится почасово:

- с 6:00 до 8:00 - 1кВт=0,59 грн.;

- с 8:00 до 10:00 - 1кВт=1,2 грн.;

- с 10:00 до 16:00 - 1кВт=0,59 грн.;

- с 16:00 до 18:00 - 1кВт=1,2 грн.;

- с 18:00 до 22:00 - 1кВт=0,59 грн.;

- с 22:00 до 6:00 - 1кВт=0,2 грн.

Расчет почасовой оплаты за электроэнергию:

- с 6:00 до 8:00 - 6,17 кВт•ч./т = 3,6 грнч/т; за 2 часа - 7,2 грн•ч/т

- с 8:00 до 10:00 - 6,17 кВт•ч./т = 7,4 грнч/т; за 2 часа - 14,8 грн•ч/т

- с 10:00 до 16:00 - 6,17 кВт•ч./т = 3,6 грнч/т; за 6 часов - 21,6

грн•ч/т

- с 16:00 до 18:00 - 6,17 кВт•ч /т = 7,4 грн•ч/т; за 2 часа - 14,8 грн•ч/т

- с 18:00 до 22:00 - 6,17 кВт•ч/т = 3,6 грн•ч/т; за 4 часа - 14,4 грн•ч/т

- с 22:00 до 6:00 - 6,17 кВтч./т = 1,2 грн•ч/т; за 8 часа - 9,6 грн•ч/т

Итого: 82,4 грн*ч/т

Себестоимость 1 т руды рассчитывается по формуле:

S_эл. = / 24, грн/т. (6.8)

S_эл. = 82,4/ 24= 3,43 грн/т.

При использовании БЦК 8/5х2.7:

S_эл. = 96,6 / 24= 4,02 грн./т.

Таблица 6.5. Смета расходов на эксплуатацию оборудования

Наименование затрат	Затраты, грн.
	всего на год	на 1 т годового плана
Амортизация оборудования	523300	0,2
Основная заработная плата	529770	0,21
Дополнительная заработная плата	120452	0,04
Отчисления на социальное страхование	262689	0,1
Вспомогательные материалы	203652	0,08
Электроэнергия	8575000	3,43
Итого	10214863	4,06

Вывод:

Целью проекта является модернизация подъёмной установки шахты ЧАО ЗЖРК.

Проектом предлагается реконструкция существующей подъёмной установки на более производительную установку.

Ожидаемый экономический эффект от переоборудования - снижение себестоимости 1т руды на 0.6 грн.

Выводы

Бесперебойная работа главного подъёма шахты ЧАО «Запорожский ЖРК» при работе на горизонтах 1040 и 1140 м, возможна при условии замены действующей подъёмной машины БЦК-8/5х2.7, многоканатной подъёмной машиной.

Для этого был выполнен расчёт многоканатной подъёмной установки в следующем объёме:

- выбор скипа;

- расчёт и выбор головных и уравновешивающих канатов;

- выбор подъёмной машины;

- кинематика подъёмной установки;

- определение максимальной скорости движения скипа;

- выбор подъёмного двигателя;

- приведённая масса подъёмной установки;

- определение ускорения и замедления;

- построение диаграмм;

- определение эквивалентной мощности подъёмного двигателя;

- определение расхода энергии;

- определение к.п.д. подъёмной установки;

- выбрана система управления и контроля параметров подъемной установки (АСК ПУ).

По результатам расчётов была выбрана многоканатная подъёмная установка типа МПМН 5х4 с наземным расположением и копровыми направляющими шкивами; в качестве головных канатов приняты стальные круглопрядные канаты, и два уравновешивающих каната; подъёмный сосуд для рудничного подъёма типа СНМ-19; приводной двигатель безредукторный постоянного тока серии П26-86-7К.

При использовании системы управления и контроля параметров подъемной установки (АСК ПУ), обеспечиваются широкие возможности таких достижения значительного уровня эффективности управления оборудованием, технологическими процессами и производством в целом.

Для проектируемой подъёмной установки разработаны мероприятия по монтажу коренной части подъёмной машины и мероприятия по охране труда при работе на подъёмном комплексе.

Выполнен расчёт экономических показателей работы подъёмной установки.

Замена на многоканатную подъемную машину целесообразная, так как они имеют ряд существенных преимуществ по сравнению с одноканатными: меньший диаметр подъёмных канатов и канатоведущего шкива, большая безопасность работы, компактность и малые размеры, возможность подъёма больших грузов (до 60 т) с глубины до 1500-2000 м.

Список литературы

1. М.М.Фёдоров, «Монтаж и наладка шахтного стационарного оборудования», «Недра», 1974, с.432;

2. Методичні вказівки до розрахунку підйомних установок з дисципліни «Стаціонарні машини», Упоряд.: В.Г. Дерюгін, І.С. Ільїна, Ю.О. Коміссаров, В.І.Самуся. НГУ 2007 - 33с.;

3. Н.К. Правицкий, «Рудничные подъёмные установки», Москва 1963 г., с. 390;

4. http://www.coal.dp.ua/index.php?option=com_content&view=article&id=513%3Agimli&catid=91%3A2009-05-26-21-18-21&Itemid=1;

5. http://www.nkmz.com/index.php?id=215;

6. Руководство по ревизии, наладке и испытанию шахтных подъёмных установок / В.Р. Бежок, Б.Н. Чайка, Н.Ф. Кузьменко и др. 2-е изд., перераб. и доп. - М., Недра, 1982. - 391с.;

7. Хаджиков Р.Н., Бутаков С.А. Горная механика: Учебник для техникумов. - 6-е изд., и доп.-М.: Недра, 1982.;

8. Руководство по ревизии, наладке и испытанию шахтных подъемных установок / В.Р. Бежок, Б.Н. Чайка, Н.Ф. Кузьменко и др. 2-е изд., перераб. И доп./ - М., Недра, 1982.;

9. “Справочник по экономике горной промышленности”. - М.: Недра 1985.;

10. Л.С. Бородино, «Горная электротехника», «Недра» 1981 г., с. 304;

11. Г.Д. Медведев. «Электрооборудование и электроснабжение горных предприятий», Москва «НЕДРА», 1980г., с.365 ;

12. Абзалов Р.Ф., Заслов А.Я. Электрооборудование и электроснабжение горных предприятий. М.: Недра, 1977_? 294с.

13. В.С.Дзюбан, «Справочник энергетика угольной шахты», Москва «НЕДРА», 1983г., с.542;

14. Охрана труда под ред. К.С. Ушакова. - М.: Недра, 1986. - 624 с.

15. Астахов А.С., Каменецкий Л.Е., Чернегов Ю.А. Экономика горной промышленности. Учебник для вузов. - М.: Недра, 1982. - 406с.;

16. Экономика, организация и планирование в горной промышленности. А.А. Черевик. - М.: Недра, 1981. - 276с.

Размещено на Allbest.ru