Стационарные установки горных предприятий

где Uном - напряжение высоковольтной кабельной сети, В;

?Sрасч. - суммарная расчетная мощность.

В качестве кабеля №1 принимаем кабель сечением 50мм2.

Условие выполняется.

3.2.5.2.2 Проверка по термической стойкости

Проверяем кабели по условию:

где Iдоп - предельно допустимый ток трехфазного короткого замыкания для принятого кабеля Iдоп1 = 15644А. Iдоп1 4 = 10216А.

Iкз max(3) - расчетный ток трехфазного короткого замыкания, А;

где Sкз - мощность короткого замыкания на РПП6.

Sкз = 25мВ·А = 25000кВ·А.

15644 > 2406 - условие выполняется.

3.2.5.2.3 Проверка по потере напряжения

Кабель проверяется по условию:

где ДUдоп - допустимая потеря напряжения, ДUдоп = 150В;

ДUвк - расчетная потеря напряжения.

где R0, x0 - соответственно активное и индуктивное сопротивление 1км кабеля,

R0 1 = 0/370 Ом/км; x0 1 = 0.083 Ом/км;

lвк 1 = 1.85км; Iвк 1 = 111.3А; Cosц = 0.75;

Кt - температурный коэффициент, Кt = 1.18;

Cosц - средневзвешенный коэффициент мощности.

136В < 150В - условие выполняется.

3.2.5.3 Расчет низковольтной кабельной сети

3.2.5.3.1 Выбор кабеля по нагреву

Определяем сечение рабочей жилы магистральных и гибких кабелей по допустимому нагреву рабочим током с учетом механической прочности. При U = 1140В Smin = 16мм2. Выбираем кабели по условию:

Для гибких кабелей питающих потребителей за расчетный ток принимаем ток электродвигателя. При одном электродвигателе Iрасч = Iном при нескольких электродвигателях Iрасч = ?Iном. Расчетный ток в магистральном кабеле определяется по формуле:

где Uтр - напряжение холостого хода трансформатора, Uтр = 1200В.

Принимаем кабель с сечением жилы 95мм2.

Принимаем кабель с сечением жилы 70мм2.

Принимаем кабель с сечением жилы 35мм2.

Определив токи во всех кабелях по таблице длительно-допустимых токовых нагрузок находим сечение рабочих жил кабелей и данные сводим в таблицу 3.3.

3.2.5.3.2 Проверка кабельной сети по потере напряжения при нормальном режиме

В нормальном режиме потеря напряжения в кабельной сети участка при напряжении 1140В не должна превышать 95% или 117В.

Потеря напряжения происходит в 3 элементах кабельной сети: в трансформаторе, в магистральном кабеле и гибком кабеле, от которого питается самый мощный и удаленный потребитель, то есть:

где Sтр.расч - расчетная мощность трансформатора, кВ·А;

Sном - номинальная мощность принятого трансформатора, кВ·А;

Uа и Uр - соответственно активная и реактивная составляющая напряжения короткого замыкания, %;

где Рк и Uк - соответственно потери и напряжение короткого замыкания трансформатора, Рк = 4900Вт и Uк = 3.5%;

Определим потерю напряжения в магистральном кабеле:

где Iмк - ток магистрального кабеля, А;

Rмк t и xмк - соответственно активное и индуктивное сопротивление магистрального кабеля, Ом;

где Кt - температурный коэффициент, Кt = 1.18;

lмк - длина магистрального кабеля;

r0 и x0 - соответственно активное и индуктивное сопротивление 1км кабеля r0 - 0.202Ом/км; x0 = 0.078Ом/км;

Определим потерю напряжения в гибком кабеле:

где Iгк - ток гибкого кабеля комбайна, А, Iгк= 318.4А;

Rгк и xгк - соответственно активное и индуктивное сопротивление гибкого кабеля, Ом;

Cosцк = 0.9;

где Кt - температурный коэффициент, Кt = 1.18;

lмк - длина гибкого кабеля, м;

r0 и x0 - соответственно активное и индуктивное сопротивление 1км кабеля r0 - 0.202Ом/км; x0 = 0.06Ом/км;

Тогда напряжения потеря в сети составит:

117В > 69.2В - условие выполняется.

3.2.5.3.3 Проверка кабельной сети по потере напряжения при пусковом режиме

При пуске асинхронного двигателя комбайна напряжение на зажимах должно быть не менее 80% от номинального, то есть Uпуск = 912В.

Фактическая величина напряжения на зажимах двигателя комбайна при его пуске определяется по формуле:

где Uтр - напряжение холостого хода трансформатора, Uтр = 1200В;

?Rт - сумма активных сопротивлений;

Cosцпуск = 0.5; Sinцпуск = 0.87;

?x - сумма индуктивных сопротивлений;

ДUнр - потеря напряжения в трансформаторе и магистральном кабеле, питающем двигатель комбайна вызванная работой всех приемников за исключением комбайна.

где ?Рнк - сумма номинальной мощности электродвигателей комбайна, кВт.

1013В > 912В - условие выполнено.

3.2.6 Расчет токов короткого замыкания

Определим токи двухфазного короткого замыкания для проверки чувствительности защиты и трехфазного короткого замыкания для проверки аппаратуры на отключающую способность. Найдем max значение трехфазного короткого замыкания в месте установки выбранного аппарата, а для проверки максимальной защиты на чувствительность найдем минимальное значение двухфазного короткого замыкания. Расчет токов короткого замыкания производим методом приведенных длин.

Приведенная длина для любой точки короткого замыкания определяется из выражения:

где lв - длина высоковольтного кабеля;

l2 - длина кабеля;

К1 - приведение кабелей различного сечения к кабелю сечением 50мм2;

n - число коммутационных аппаратов последовательно включенных в цепь короткого замыкания;

Кв - коэффициент приведения длины высоковольтного кабеля к напряжению низковольтной сети.

lэ - приведенная длина кабельной линии эквивалентное переходному сопротивлению в токе короткого замыкания и коммутационного аппарата lэ = 10.

Определим приведенные длины до точек короткого замыкания:

Полученные в результате расчетов приведенные длины и токи двухфазного короткого замыкания сводим в таблицу 4.5.

Таблица 3.5

Токи короткого замыкания

№ кабеля	Приведенная длина, м lпр	Ток короткого замыкания, А
2	84	3620
2	92.1	3500
3	277	2495
4	159	3086
5	165	3080
6	105	3460
7	636	1520
8	239	2667
9	308	2400
10	722	1389
11	818	1262
12	772	1262
13	1200	1320
15	21.3	4035
15	91.8	3500
16	164	3080
17	164	3080
18	428	1970

3.2.7 Выбор пускозащитной аппаратуры

3.2.7.1 Выбор низковольтной аппаратуры

Пускозащитная аппаратура выбирается по следующим параметрам: по номинальному напряжению сети, по току нагрузки, по мощности потребителей, а также по максимальному току трехфазного короткого замыкания. По условиям:

Выбираем автоматический выключатель, питающий РПП1 Uн = 1140В,

Iн = 324А. Выбираем автоматический выключатель АВ-400-ДО.

Данные аппарата Iа = 400А, Uа = 1140В.

Выбираем установку максимальной токовой защиты по условию Iу ? Iпуск;

Принимаем ток установки Iу = 1200А;

Проверим чувствительность защиты.

Условие выполняется.

Выбираем пускатель для 1КШЭР Uн = 1140В, Р = 487кВт, Iн = 318.4А, Iпуск = 800+147+24.4 = 971А.

Принимаем пускатель ПВИ-400Н+RTУ5.

Данные аппарата: Iа = 400А, Uа = 1140В, Ра = 630кВт.

Выбираем установку максимальной токовой защиты по условию Iу ? Iпуск.

Принимаем установку: Iу = 1000А.

Проверим чувствительность защиты.

Условие выполняется.

Всю пускозащитную аппарату проверим на отключающую способность по условию:

где I0 - отключающая способность пускателя, I0 = 5000А;

Iу - установка тока в автомате, Iу = 1200А;

Проверим пускатель ПВИ-400Н+RTУ5.

0.55 · 5000 = 2750А,

1200А < 2750А - условие выполняется.

Аналогично выбираем пускозащитную аппаратуру для других потребителей электроэнергии. Данные сводим в таблицу 4.6.

3.2.7.2 Выбор высоковольтного оборудования

По расчетному току высоковольтного кабеля Iвк = 111.3А напряжению сети U = 6кВ и мощности короткого замыкания на шинах РПП Sкз = 25 МВА принимаем КРУ типа КРУВ6 на ток номинальный Iном = 160А с коэффициентом трансформации тока Ктт = 150/5=30.

Найдем установку защиты КРУВ6 по формуле:

где Кн - коэффициент надежности защиты, Кн = 1.2;

Кт - коэффициент трансформации трансформатора, Кт = 5;

Iпуск max - пусковой ток наиболее мощного двигателя;

Ктт - коэффициент трансформации ячейки.

Принимаю ток установки Iу = 12А, тогда первичный ток срабатывания:

Определим на вторичной обмотке трансформатора ПУПП приведенной высоковольтной сети:

Проверим чувствительность защиты:

Условие выполняется, таким образом при возникновении короткого замыкания в высоковольтной сети защита КРУВ-6 надежно отключит линию.

3.3 Правила безопасности при эксплуатации электрооборудования

Работы в подземных электроустановках могут выполняться по наряду, распоряжению, в порядке текущей эксплуатации. Работы должны производиться, как правило, со снятым напряжением. По наряду допускается выполнение специальных работ без снятия напряжения.

К работам в подземных электроустановках допускаются лица с квалификационной группой по технике безопасности (3 группа при U<1200В; 4 при U?1200В). Перед началом производства со снятием напряжения следует:

- произвести необходимые отключения и принять меры, препятствующие подаче напряжения к месту работы вследствие ошибочного или самопроизвольного включения коммутационных аппаратов;

- вывесить плакаты «Не включать - работают люди!» на приводах коммутационных аппаратов, с помощью которых может быть подано напряжение к месту работы, установить при необходимости ограждения;

- проверить указателем напряжения отсутствие напряжения на токоведущих частях;

- заземлить с помощью переносных заземлений отключенные и незаземленные стационарными установками токоведущие части, соединенные с кабелем напряжением 1140В, если работы будут производиться на этих частях или непосредственно на кабелях или на доступном прикосновению расстоянии. Если работа будет производиться на кабельной линии кольцевой схемы питания, то линия должна быть заземлена с двух сторон.

Снятие напряжения должно производиться таким образом, чтобы выделенные для проведения работ части электроустановки или электрооборудования со всех сторон были отделены от токоведущих частей, находящихся под напряжением. При этом с каждой стороны должен быть обеспечен разрыв сети, образованный отключением разъединителя или выкатыванием выдвижной части КРУ, полным разъединением электрического соединения, снятием шин, отсоединением и извлечение концевой разделки кабеля из вводного устройства. В электроустановках напряжением до 1140В разрыв цепи может быть образован отключением автоматического выключателя с ручным приводом.

Для предотвращения ошибочного включения коммутационных аппаратов, которыми снято напряжение, необходимо приводы этих аппаратов заблокировать в положении «Отключено» и запереть замки или равноценными приспособлениями, если это позволяет их конструкция. Ключи от замков должны находиться у производителя работ. Допускается устанавливать замок на дверях подстанции или камеры, в которой расположены все выключенные аппараты. Замки могут не устанавливаться при расположении аппарата в пределах видимости с рабочего места либо наличии постоянного или назначенного на время производства работ дежурного.

Для заземления токоведущих частей должны использоваться перенесенные заземления с зажимами, приспособленными к конструкциям контактных зажимов рудничного электрооборудования. Допускается применять переносные заземления.

Контроль концентрации метана должен осуществляться перед вскрытием оболочек электрооборудования, перед наложением заземления, перед подачей напряжения, а также в течение производства работ. Периодичность контроля содержания метана переносными приборами эпизодического действия согласовывается с участком ВТБ.

В выработках, где обнаружен метан, вскрытие оболочек электрооборудования для выполнения работ в порядке текущей эксплуатации должно производиться с разрешения и в присутствии инженерно-технического работника участка. При производстве таких работ в проветриваемых ВМП тупиковых выработках газообильных шахт это лицо должно сообщить горному диспетчеру (начальнику смены) перед вскрытием электрооборудования о необходимых работах и принятых мерах безопасности, а после выполнения работ - об их окончании. Горный диспетчер (начальник смены) обязан сделать соответствующие записи в оперативном журнале.

Начинать работы разрешается, если содержание метана в месте их производства не превышает норму, которая указана в ПБ.

Аппараты, питающие присоединения, отходящие в загазированную выработку, должны быть отключены, их приводы - заблокированы, а также замкнуты на замок. Если это допускает конструкция. На приводах должен быть вывешен плакат «Не включать - выработка загазирована».

4. Специальная часть проекта

4.1 Технологический раздел специальной части проекта

Вентиляция является основным технологическим звеном обеспечения безопасных санитарно-гигиенических условий труда в угольных шахтах. Правильное проектирование ее параметров и поддержание их на необходимом уровне при эксплуатации шахты - основа обеспечения её производственной мощности и безопасности горных работ.

В соответствии с техническим развитием отрасли предполагается в ближайшем будущем предусматривать в проектах шахт площадь поперечного сечения выработок равной 15-17мІ

Помимо этого, при современном проектировании шахт предусматривается конструирование рациональных вентиляционных систем, заключающееся в создании наиболее простой и надежной вентиляционной сети с минимальным числом вентиляционных сооружений, без диагональных соединений на основных ветвях и с наиболее эффективными схемами проветривания выемочных участков.

4.1.1 Способы снижения газообильности угольных шахт

Для решения задачи обеспечения рентабельности и конкурентоспособности шахт на внутреннем и зарубежном рынках производится реструктуризация действующих и проектирование новых шахт на основе наиболее современной технике и технологии добычи угля с учетом передовых достижений горной науки.

Важнейшей проблемой, связанной с обеспечением и повышением рентабельности шахт, является снятие ограничения нагрузки на очистной забой по газовому фактору, возникающей при интенсивной отработке свит высокогазоносных угольных пластов современными добычными комплексами, которое получило название газового барьера.

На сегодняшний день при разработке свит высокогазоносных угольных пластов полного и наклонного падения применяются следующие способы управления газовыделением из выработанного пространства:

1. Комплексный способ (максимальная нагрузка на забой до 1000 - 1500т/сут).

Данный способ включает в себя совместное применение дегазации вертикальными скважинами, пробуренными с поверхности, и перераспределение отводимой метановоздушной смеси между действующими выработками за счет общешахтной депрессии. Применение этого способа при газообильности выемочных участков 10-15м3/мин обеспечивает нагрузку на забой до 1000-1500т/сут, однако функциональная и экономическая эффективность этого способа оказывается недостаточной (не исключаются местные скопления метана; суммарная длина пробуренных скважин за год на шахтах Кузбасса составляет 120км; в одновременной работе на шахте находятся до 10 передвижных дегазационных установок; ненадежен и неустойчив отвод метановоздушной смеси за счет общешахтной депрессии).

2. Модифицированный комплексный способ (максимальная нагрузка на забой до 4000 - 6000 т/сут).

Способ снижения газообильности выемочных участков в уклонных и бремсберговых полях с применением поверхностных газоотсасывающих вентиляторов, установленных на устьях вентиляционных скважин, предназначен для обеспечения надежного проветривания высокопроизводительных очистных выработок с нагрузкой на забой 4000 - 6000т/сут без применения дегазации выработанного пространства действующих лав при разработке высокогазоносных, не склонных и склонных к самовозгоранию угольных пластов полого и наклонного падения.

В тех случаях, когда из-за несовершенства технологии разработки склонных к самовозгоранию пластов или сложности горно-геологических условий не обеспечивается полнота выемки и допускаются концентрированные потери в выработанном пространстве, способ должен применяться с проведением специальных профилактических мероприятий в соответствии с «Инструкцией по предупреждению и тушению эндогенных пожаров в шахтах Кузбасса» и «Руководством по применению способов торможения развития самонагревания угля в выработанных пространствах выемочных полей шахт».

Сущность способа снижения газообильности выемочного участка заключается в следующем: метан, выделяющийся из разрабатываемого пласта в призабойное пространство очистной выработки, удаляется вентиляционной струей с допустимым содержанием по системе действующих горных выработок за счет общешахтной депрессии; часть метана из разрабатываемого пласта и метан, поступающий из под-, надрабатываемых пластов в выработанное пространство, отводится по системе аэродинамически активных каналов зонах обрушения пород кровли с помощью газоотсасывающих вентиляторов типа ВМЦГ-7, устанавливаемых на устьях вентиляционных скважин, пробуренных с поверхности на фланговые газодренажные выработки, соединенные с выработанным пространством.

Разделением воздушной струи на два потока при возвратноточной схеме проветривания достигается максимальное использование эффекта аэродинамической изоляции призабойного пространства очистной выработки от выработанного, что исключает условия для образования слоевых и местных скоплений метана на сопряжении лавы с вентиляционной выработкой с исходящей струей. Таким образом, реализуется комбинированная схема проветривания, совмещающая достоинства возвратноточной и прямоточной схем и устраняющая их недостатки.

3. Комбинированный способ (максимальная нагрузка на забой до 10000 - 15000 т/сут).

Данный способ включает в себя снижения газообильности и предотвращения образования газоопасных зон в действующих выработках на базе управления метановоздушными потоками с допустимым содержанием метана на выемочных полях и метановыделением из выработанного пространства. Комбинированный способ осуществляется за счет изолированного отвода высококонцентрированной метановоздушной смеси совместным применением общешахтной и газоотводящей депрессии создаваемых ВУГП и газоотсасывающими вентиляторными установками (ГВУ).

Сущность способа комбинированного проветривания с прямоточным отводом метановоздушной смеси заключается в раздельном удалении метана, поступающего из источников, определяющих газовый баланс выемочного участка. Метан, выделяющийся из разрабатываемого пласта в очистную выработку, удаляется вентиляционной струей по системе действующих выработок, а метан, выделяющийся в выработанное пространство, отводится через аэрогазодинамически активные зоны обрушенных пород кровли в газоотводящие выработки. При этом входящий на выемочный участок воздух разделяется на два потока.

Первым потоком, величина расхода которого определяется максимальным газовыделением из разрабатываемого пласта, проветривается очистная выработка по возвратноточной схеме за счет общешахтной депрессии.

Вторым потоком, величина которого рассчитывается из условия создания аэрогазодинамической изоляции атмосферы очистной выработки от выработанного пространства, обеспечивается прямоточный сепарированный отвод высококонцентрированной метановоздушной смеси через аэрогазодинамически активное выработанное пространство на поверхность за счет газоотводящей депрессии.

Многосвязная комбинированная вентиляционная система газообильных угольных шахт представляет собой аэрогазодинамически соединенную вентиляционную сеть действующих подготовительных и очистных выработок с допустимым содержанием метана и газоотводящую сеть, включающую выработанное пространство, газоотводящие выработки и скважины с высококонцентрированной метановоздушной смесью.

Сущность способа комбинированного проветривания с возвратноточным отводом метановоздушной смеси заключается в том, что свежий воздух в очистную выработку подают по одному из оконтуривающих выемочных столбов подготовительных выработок, выдают исходящую струю из забоя лавы по действующим выработкам по возвратноточной схеме за счет общешахтной депрессии. При этом отвод отработанной струи в полном объеме из призабойного пространства межлавного целика и метановоздушную смесь из действующего выработанного пространства производят по возвратноточной схеме по аэрогазодинамически активному выработанному пространству смежной отработанной лавы за счет газоотводящей депрессии.

В выработанном пространстве выделяются три различные по аэрогазодинамическим свойствам зоны. Непосредственно за добычным комплексом образуется аэрогазодинамически активная зона, в пределах которой существует свободная полость между сводом пород основной кровли и обрушенными породами, характеризующаяся наиболее интенсивным поступлением в нее метана. В качестве второй зоны рассматривается аэродинамически активный слой обрушенных пород, имеющий наибольшую проницаемость и являющийся основным каналом массопереноса метановоздушной смеси. Третьей зоной, расположенной выше второй является слой упорядоченно обрушенных и оседающих с разрывом сплошности слоев подработанных пород, являющейся проводником метана из сближенных пластов и слагающих этот слой газонасыщенных пород.

Проницаемость аэродинамически активного слоя зависит от фракционного состава и пористости обрушенных пород, определяемой коэффициентом разрыхления.

В связи с изложенным и по данным экспериментальных исследований, газоотводящая сеть имеет в 3-8 раз меньшее эквивалентное отверстие, чем вентиляционная сеть комбинированной многосвязной вентиляционной системы.

Коэффициент распределения воздуха зависит от величины возвращаемых утечек из выработанного пространства и не превышает величины Кр = 0.8. При этом расход отводимого метана, нарастая с увеличением длины выработанного пространства, и концентрация метана на исходной струе выемочного участка зависят от величины Кp.

Особо следует рассматривать аэрогазодинамические процессы при отработке пластов с труднообрушаемой кровлей перед ее первичной осадкой. При этом в образующемся камерообразном выработанном пространстве возможно образование застойных газоопасных зон, массобмен которых с вентиляционными потоками происходит только за счет турбулентной диффузии. При осадке кровли возможны выбросы в действующие выработки больших объемов метана, предотвращение которых достигается применением комбинированного проветривания, с достаточно большим коэффициентом распределения воздуха.

Имеющиеся данные экспериментальных исследований показывают, что при значениях коэффициента распределения Кp = (0,7-0,8) осуществляется аэрогазодинамическая изоляция призабойного пространства очистной выработки, при которой исходящая струя воздуха из призабойного пространства межлавного целика в полном объеме и метан, выделяющийся в действующее выработанное пространство изолированно отводятся через смежное выработанное пространство ранее отработанной лавы газоотводящей депрессией.

Специальные экспериментальные исследования совместного применения прямоточного и возвратноточного отвода метановоздушной смеси на выемочных полях, при бесцеликовой отработке подготовленных парными выработками выемочных столбов, производились на шахте «Абашевская». Автономными источниками тяги являлись подземные газоотсасывающие вентиляторы ВМЦГ-7, осуществляющие отвод метановоздушной смеси - прямоточный через выработанное пространство действующей лавы и возвратноточный через выработанное пространство отработанной смежной лавы, проветривая забой межлавного целика. При среднем газовыделение из выработанного пространства 15 м3/мин метана обеспечивалась допустимая концентрация метана действующих выработках выемочного участка.

Применение вместо двух подземных газоотсасывающих установок, состоящих из вентиляторов ВМЦГ-7, одной поверхностной высокопроизводительной установки УВЦГ-15, специально спроектированной в соответствии с разработанными техническими требованиями, позволило значительно усовершенствовать технологию комбинированного проветривания выемочного поля, используя для этого газоотводящие выработки и старые выработанные пространства. Установка УВЦГ-15 обеспечивала изолированный отвод метана из выработанных пространств действующей и 8 ранее отработанных лав в объеме 35-40 м3/мин, что позволило исключить вентиляционный барьер и отрабатывать с высокой нагрузкой запасы в выемочном поле. Проведенные исследования позволили разработать новую концепцию проветривания шахт на основе изолированного отвода метановоздушной смеси из выработанного пространства выемочного поля по обособленной газосборной сети горных выработок на поверхность высокопроизводительной газоотсасывающей установкой УВЦГ-15.

Одной из важных проблем безопасности является обеспечение допустимых концентраций метана в действующих выработках при реверсивном проветривании шахты.

Результаты исследований показали, что при коэффициенте распределения воздуха Кp = 0,5-0,6 достигается аэрогазодинамическая изоляция и не образуются газоопасные зоны с концентрацией метана более 2%. Таким образом, способ комбинированной вентиляции обеспечивает безопасные условия при спасении людей и предотвращает возникновение взрывов в очагах пожаров при ликвидации аварий.

Рис. 4.1 Сущность способа комбинированного проветривания: 1,2 - воздухоподающая и воздуховыдающая выработки; 3 - очистная выработка; 4 - выработанное пространство; 5,6 - эпюра давлений и линии тока метановоздушной смеси; 7 - метановоздушная смесь; 8 - сбойка; 9 - газоотводящая выработка; 10 - Газоотсасывающая вентиляторная установка



Рис. 4.2 Схема с нисходящим проветриванием очистной выработки с выдачей исходящей струи по центральной конвейерной выработке

В соответствии с федеральной комплексной программой «Безопасность труда в угольной промышленности» под руководством головной организации - ВостНИИ совместно с НИИПП «ТУРМАШ», в установленном государственными стандартами порядке внедрения новой техники, было оформлено техническое задание на разработку и внедрение газоотсасывающих вентиляторов: ВЦГ-7м, ВЦГ-9, ВЦГ-15, ВЦГ-20. На базе утвержденного технического задания разработана и утверждена в установленном порядке нормативно-техническая и конструкторско-технологическая документация на вышеуказанные газоотсасывающие вентиляторы и ГВУ на их основе.

На Артемовском машиностроительном заводе, в соответствии с разработанной документацией были изготовлены опытные образцы газоотсасывающих вентиляторов: ВЦГ-7м, ВЦГ-9, ВЦГ-15 и ГВУ: УВЦГ-7, УВЦГ- 9, УВЦГ-15.

В соответствии с утвержденной программой и методикой были проведены Государственные приемочные испытания опытных образцов вышеуказанных газоотсасывающих вентиляторов и ГВУ на шахтах Кузбасса.

Результаты испытаний трех типоразмеров параметрического ряда газоотсасывающих вентиляторов подтвердили соответствие их параметров требованиям технического задания (приложение к диссертации).

По результатам опытно- промышленной эксплуатации ГВУ была разработана в полном объеме эксплуатационная документация, учитывающая весь комплекс требований Госгортехнадзора России к безопасной эксплуатации наземных и подземных ГВУ.

На рис. 4.3 - 4.6 приведены фотографии ГВУ, УВЦГ-7, УВЦГ- 9, УВЦГ-15.



Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 4.3 Схема ГВУ

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 4.4 Газоотсасывающий вентилятор комбинированного проветривания угольных шахт ВЦГ-7м

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 4.5 Газоотсасывающий вентилятор комбинированного проветривания угольных шахт ВЦГ-9

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 4.6 Газоотсасывающий вентилятор комбинированного проветривания угольных шахт ВЦГ-15

4.1.2 Проектирование способа комбинированного проветривания выемочных участков и полей с применением поверхностных газоотсасывающих вентиляторов

Расчеты и требования, предусмотренные Руководством по проектированию комбинированного проветривания, должны являться составной частью паспорта выемочного участка, разрабатываемого в соответствии с «Инструкцией по составлению паспортов выемочного участка, проведения и крепления подземных выработок». Самостоятельный проект на проветривание выемочного участка должен состоять из пояснительной записки и графического материала.

Пояснительная записка включает:

- краткую характеристику выемочного участка;

- горно-геологическую характеристику разрабатываемого пласта и пород кровли с указанием степени опасности по экстремальным выделениям метана при труднообрушаемой кровле, суфлярным выделениям, прорывам метана из почвы и склонности угля к самовозгоранию;

- обоснование необходимости применение способа комбинированного проветривания;

- расчет фактического (ожидаемого) метановыделения из краевой зоны, кровли, почвы разрабатываемого пласта, отбитого угля и выработанного пространства;

- расчет аэрогазодинамических параметров проветривания;

- контроль аэрогазодинамических параметров проветривания;

- расчет сопротивления заземляющих устройств газоотсасывающих вентиляторов, электроустановок и молниеотводов;

- требования к безопасной эксплуатации поверхностной или подземной газоотсасывающей установки.

Графический материал включает:

- выкопировку из плана горных работ со стратиграфической колонкой и технологическую комбинированную схему проветривания выемочного поля с нанесением расчетных расходов воздуха, геологических нарушений и зон повышенного горного давления;

- схему электроснабжения выемочного участка с совмещенной схемой расстановки датчиков контроля концентрации метана и скорости воздуха, передачи телеинформации и отключения электрооборудования на выемочном участке;

- паспорт поверхностной газоотсасывающей установки (рабочего и резервного вентилятора);

- схему электроснабжения поверхностной или подземной газоотсасывающей установки, а также устройства молниезащиты установки.

Проект на комбинированное проветривание выемочного поля, участка (раздел паспорта) согласовывается с Кузнецким управлением Госгортехнадзора России и утверждается техническим директором угольной компании.

Расчет проветривания проектируемого выемочного участка должен производиться на весь период развития горных работ. Ожидаемое метановыделение в горные выработки рассчитывается по природной газоносности угольного пласта в соответствии с «Руководством по проектированию вентиляции угольных шахт» или определяется по выемочному участку-аналогу. Расчетные параметры проветривания выемочного участка корректируются по фактической газообильности горных выработок после первичной осадки основной кровли и в процессе работы лавы.

4.1.2.1 Расчет параметров комбинированного проветривания выемочного участка с применением поверхностного газоотсасывающего вентилятора

4.1.2.1.1 Исходные данные

Вынимаемая мощность разрабатываемого пласта mв, м 2.5

Длина очистного забоя lо.з., м 200

Глубина отработки Н, м 550

Выемка механизированным комплексом КМ-142

Длина выемочного столба по простиранию Lвс, м 1500

Средняя скорость подвигания очистного забоя, м/мес 167

Средневзвешенный коэффициент крепости подрабатываемых

пород на расстоянии четырех вынимаемых мощностей, f 8.5

Ожидаемая метанообильности выемочного участка Iв.у., м3/мин 46

из разрабатываемого пласта Iо.з. 6

из выработанного пространства Iв.п. 40

4.1.2.1.2 Рассчитываем коэффициент, учитывающий утечки воздуха через выработанное пространство из призабойного пространства очистной выработки по формуле при Sо.з. = 5м2

,

где mв - вынимаемая мощность пласта (с учетом прослойков), м;

Sо.з. - площадь поперечного сечения призабойного пространства очистной выработки, м2

При Кут.в.г. = 0.46 получаем Кр = 0.55 (коэффициент, характеризующий распределение расходов воздуха, равный отношению разности расхода воздуха, поступающего на выемочный участок и выходящего из очистной выработки в выработку с исходящей струей, к расходу воздуха, поступающего на участок); (коэффициент, учитывающий долю выноса метана из призабойного пространства в выработанное при условии отсутствия метана в поступающей на выемочный участок вентиляционной струе). При С0 = 0.1 (концентрация метана во входящей очистной забой вентиляционной струе, %), (коэффициент, учитывающий долю выноса метана из призабойного пространства в выработанное).



Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 4.7 Значение коэффициентов Кп.в. и Кр в зависимости от коэффициента утечек воздуха Кут.в.г.

4.1.2.1.3 Рассчитываем расход воздуха, выдаваемый из очистной выработки, по формуле

где С = 1 (допустимая концентрация метана в исходящей из очистной выработки вентиляционной струе, %).

4.1.2.1.4 Определяем расход воздуха, подаваемого на выемочный участок, при Кр = 0.6, по формуле



4.1.2.1.5 Расход МВС Qв.п. при изолированном отводе по выработанному пространству, определяется по формуле

4.1.2.1.6. Движение МВС по аэродинамически активному слою в выработанном пространстве подчиняется линейному закону фильтрации и падение депрессии рассчитывается по формулам

где Lв.п. - длина выработанного пространства, м;

Vп - средняя скорость подвигания очистного забоя, м/мес.

- расчет депрессии,

где Rв.п. - аэродинамическое сопротивление выработанного пространства, вычисляется по формуле

где rв.п. - удельное аэродинамическое сопротивление

4.1.2.1.7. Определяем необходимый действующий напор на сопряжение выработанного пространства, при hл = - 50даПа



где hл - действующий напор на сопряжении очистной выработки с тупиком воздухоотводящего штрека (знак «-» при всасывающем способе проветривания и «+» при нагнетательном), даПа.

4.1.2.1.8. Расчет расхода МВС, отсасываемой по скважине (группе скважин), осуществляется по выражению

(при Qдоп = 0)

где Qдоп - дополнительный расход метановоздушной смеси, поступающей к скважине из примыкающих выработок; для первой лавы в выемочном поле Qдоп равно 0; для следующих лав определяется по фактическим замерам притечек расхода воздуха в горных выработках выемочного участка, примыкающих к выработанному пространству, и на вентиляторе, м3/мин.

4.1.2.1.9. По найденному значению Qс по характеристике газоотсасывающего вентилятора устанавливают депрессию вентилятора Нв = 995даПа.

4.1.2.1.10. Депрессия вентиляционной скважины

4.1.2.1.11. Удельное аэродинамическое сопротивление газоотводящей скважины (группы скважин) определяется из условия:

По удельному сопротивлению Rуд = 0.03даПа*с2*м-7, с учетом срока службы скважины не менее 3 лет выбираем необходимый диаметр скважины d = 0.6м (по таблице зависимости значения удельного аэродинамического сопротивления скважин от диаметра металлических труб).

4.1.3 Требования к поверхностным газоотсасывающим вентиляторам

1. Проектирование и сооружение поверхностных газоотсасывающих вентиляционных установок должно производиться в соответствии с настоящими требованиями.

2. В качестве вентиляционных установок специального назначения разрешается применять газоотсасывающие вентиляторы типа УВЦГ-7, техническая характеристика которых позволяет осуществлять отсос метановоздушных смесей с любой концентрацией (0-100%).

3. Вентиляторы УВЦГ-7 устанавливаются горизонтально на бетонном фундаменте вблизи устьев вентиляционных скважин диаметром 300-1000мм, пробуренных с поверхности на газодренажные выработки.

4. Для локализации возможных взрывов в дренажной выработке должны быть установлены заслоны. Первый - непосредственно у устья скважины, последующие - по мере пуска в работу очередного выемочного столба. В местах установки заслонов газодренажная выработка должна быть закреплена усиленной металлической крепью.

5. Вентиляционная установка должна состоять из рабочего и резервного вентиляторов равной производительности, соединенных с вентиляционной скважиной (скважинами) металлическим трубопроводом. Соединение входных патрубков вентиляторов со всасывающим трубопроводом (коллектором) должно быть гибким, выполняться из негорючего материала и исключать притечки воздуха.

6. Вентиляторы оборудуются выхлопными патрубками с высотой выхлопа не менее 3м, на которых устанавливаются колпаки.

7. Вентиляционная установка должна работать непрерывно. остановка ее, кроме аварийных случаев, может производиться лишь по письменному распоряжению главного инженера шахты с уведомлением начальника участка ВТБ или лица, его замещающего. При ее остановке необходимо предусматривать меры по усилению контроля за газовой ситуацией на участке шахтного поля, на которую влияет работа данной установки.

При продолжительной остановки вентиляционной установки (рабочий и резервный вентиляторы) - на 30 минут и более, работы на выемочном участке должны быть прекращены, а люди выведены в выработки со свежей струей воздуха.

8. Входные патрубки рабочего и резервного вентиляторов должны быть оборудованы обратными клапанами для предотвращения поступления воздуха в шахту при снижении депрессии вентилятора до 100 даПа и их остановке.

9. При эксплуатации вентиляционных установок должны предусматриваться специальные меры по предупреждению обмерзанию газоотсасывающих трубопроводов и вентиляторов.

10. Газоотсасывающие вентиляторы (рабочий и резервный) должны иметь обособленное электроснабжение, независимое друг от друга.

11. Вентиляторы и электродвигатели должны быть заземлены.

12. Техническое обслуживание вентиляционной установки должно производиться в соответствии с «Руководством по эксплуатации газоотсасывающего вентилятора

13. Для защиты от действия атмосферного электричества вентиляционная установка должна иметь молниезащиту в соответствии с требованиями «Инструкции по проектированию и устройству молниезащиты зданий и сооружений». СН 305-77 (М.: Стройиздат, 1978).

14. Вентиляционная установка должна быть удалена от ближайших жилых и технических сооружений, автомобильных дорог общего пользования, железнодорожных линий, высоковольтных линий передач, подстанций и трансформаторов и электрораспределительных устройств не менее чем на 30м, от горящих отвалов на 300м, от негорящих - за пределы механической защитной зоны.

15. Территория вентиляционной установки (скважина, газоотсасывающий трубопровод, вентиляторы) должна быть обнесена оградой высотой не менее 2м, изготовленной из негорючего материала (металлическая сетка, решетка, колючая проволока). Расстояние от ограды до вентиляторов, скважин, газоотсасывающих трубопроводов должно быть не менее 15м.

16. Пусковая аппаратура должна располагаться в специальном металлическом шкафу и находиться на расстоянии не менее 30м от вентиляторов или скважин.

17. Вентиляционная установка должна обслуживаться дежурным машинистом. контроль за работой установки: Температурой подшипников, концентрацией метана, депрессией - должен производиться не реже одного раза в час. При разработке пластов, склонных к самовозгоранию, замер содержания окиси углерода в отсасываемой метановоздушной смеси должен производиться один раз в сутки экспресс-методом.

Результаты измерений и сведения о состоянии установки должны регистрироваться в «Книге учета работы газоотсасывающей установки». Допускается эксплуатация вентиляционных установок без постоянного обслуживания машинистами при содержании метана в отсасываемой метановоздушной смеси не более 3.5% и оборудования их автоматическими средствами контроля за температурой подшипников и концентрацией метана и управления, обеспечивающими отключение установок при повышении контролируемых параметров.

18. Для обслуживающего персонала необходимо иметь специальное помещение, в котором должно находиться:

- телефон;

- приборы для измерения концентрации метана и депрессии вентилятора;

- книга учета работы газоотсасывающей установки;

- инструкция по безопасной эксплуатации и техническому обслуживанию газоотсасывающей установки;

- схема электроснабжения газоотсасывающей установки;

- выписка из плана ликвидации аварий;

средства пожаротушений.

19. Помещение для обслуживания персонала и пусковой аппаратуры должно располагаться с учетом преобладающего направления ветров и обогреваться паровыми, водяными или электрическими нагревательными приборами. Запрещается применение печного отопления.

20. Запрещается курение и применение открытого огня на территории вентиляционной установки. Снаружи на ограде вентиляционной установки должны быть вывешены предупредительные плакаты: «Опасно: метан!», «Вход посторонним воспрещен!», «Курить строго запрещается!».

Сварочные и автогенные работы на территории вентиляционной установки допускаются с разрешения директора шахты. Указанные работы должны производиться в соответствии с «Инструкцией по ведению огневых работ в подземных выработках и надшахтных зданиях».

21. В плане ликвидации аварий должна быть предусмотрена позиция на случай выхода из строя рабочего и резервного вентиляторов ВМЦГ-7.

22. В случае воспламенения выбрасываемой в атмосферу метановоздушной смеси необходимо:

- остановить вентилятор;

- снять напряжение с токоприемников вентиляторов;

- сообщить горному диспетчеру шахты об аварии.

23. Прием в эксплуатацию вентиляционных установок производится комиссией, назначенной техническим директором производственного объединения с участием представителя РГТИ.

4.2 Конструкторский раздел специальной части проекта

4.2.1 Прочностной расчет вентилятора УВЦГ-15

4.2.1.1 Данные для расчета

Вентилятор УВЦГ-15 является вентилятором одностороннего всасывания с рабочим колесом, расположенным между двумя опорами.

Подача вентилятора, максимальная, м3/с … 60

Давление, развиваемое вентилятором, даПА … 1000

Диаметр рабочего колеса, мм … 1610

Частота вращения, об/мин … 1500

Угловая частота, с-1 … 157

Окружная скорость на наружном диаметре колеса, м/с … 125.6

Тип привода двигателя ВАО2-450L В-4У2, ТМ1001

Мощность приводного двигателя, кВт … 400

4.2.1.2. Определение критической скорости ротора

Масса колеса со ступицей G = 500кг. Расстояние между опорами e = 250см. Расчетная схема ротора приведена на рис. 2.1.



Рис. 4.8 Вал ротора центробежного вентилятора

4.2.1.3. Определяем площадь, момента инерции и интенсивность собственной массы эквивалентного вала.

Вычисления располагаем в табл. 2.1.

Таблица 4.1

№ участка	li, см	Д,см	Fi, см2	Fi - Fi+1	J, см4	Ji - Ji+1	li / l	Ф(li / l)	(Fi - Fi+1) * *Ф(li / l)	( Ji - Ji+1)* * Ф(li / l)
1	4.3	12	113.1	-40.8	1017	868	0.0172	0.01	-0.408	-8.68
2	53.9	14	153.9	-47.1	1885	1330	0.216	0.05	-2.355	-66.5
3	205.3	16	201	47.1	3215	1330	0.821	0.96	45.216	1276.8
4	245.3	14	153.9	40.8	1885	868	0.981	1	40.8	1885
5	250	12	113.1	113.1	1017	1017	1	1	113.1	1017

4.2.1.4. Эквивалентная площадь:

Fэкв = ?(Fi -Fi+1) * Ф(li / l) = 196/35см2.

4.2.1.5. Эквивалентный момент инерции:

Jэкв = ?( Ji - Ji+1) * Ф(li / l) = 4103.6см4.

4.2.1.6. Интенсивность собственной массы эквивалентного вала:

4.2.1.7. Отношение массы колеса к массе эквивалентного вала:

4.2.1.8. Критическое число оборотов вала:

x - Расстояние от правой опоры до центра тяжести колеса,

x = 507мм.

4.2.1.9. Отношение критической скорости к рабочей составляет:

4.2.1.10. Расчет вала на прочность

Материал вала - сталь 45.

Механические свойства материала

уВ = 5600 кг/см2;

уТ = 2800кг/см2;

у-1 = 0.44* уВ = 0.44*5600 = 2460кг/см2;

фТ = 0.6* уТ = 0.6*2800 = 1680кг/см2;

ф-1 = 0.6* у-1 = 0.6*2460 = 1480кг/см2.

Рис. 4.9 Схема расчета вала на прочность

Расчетные статические нагрузки:

Масса рабочего колеса Gк = 500кг.

Масса рабочего колеса без ступицы Gк1 = 372кг.

Масса вала Gв=384кг.

Масса половины муфты Gм = 40кг.

4.2.1.11. Номинальный крутящий момент на валу двигателя

Мн = 97500*(N / n) = 97500*(400/1500) = 26000 кг*см = 2600 Н*м.

4.2.1.11. Максимальный крутящий момент

Мmax = 2 * Мн = 2 * 26000 = 52000 кг*см = 5200Н*м.

4.2.1.12. Осевое усилие, действующее на рабочее колесо вентилятора, а следовательно, и на вал, является результирующей аэродинамических сил давления на коренной и покрывной диски и определяется по формуле:

где Д1 - диаметр входа на рабочее колесо

dв - диаметр вала.

Так как величина этого усилия зависит от режима работы вентилятора, для расчета принимаем режим дающий максимальное осевое усилие.

Q = 60м3/с. Нст = 400кг/м2.

4.2.1.13. Расчетные динамические нагрузки.

4.2.1.14. Нагрузки от заводского и эксплуатационного дисбаланса определяются по формуле:

Рд = 0.2(Gк + Gв) = 0.2(500+384) = 176.8кг.

4.2.1.15. Изгибающий момент от перекоса рабочего колеса:



где Gк1 - вес рабочего колеса без ступицы;

щ - угловая частота вращения;

Rц.т. - радиус центра тяжести полуколеса,

Rц.т. = 0.22Д2 = 0.22*161.0 = 35.42см;

а2 - плечо пары центробежных сил от веса половины колеса,

где Д = 0.3см - максимально допустимое торцевое биение коренного диска на диаметре Д2.

4.2.1.16. Неуравновешенное окружное усилие на муфте для расчета на статическую прочность

где Км - коэффициент неуравновешенности - для зубчатых муфт

при Дм ? 200мм

Км = 0.2

.

4.2.1.17. Поперечное усилие, возникающее в связи с тем, что в вентиляторе имеет место ассиметрия потока за колесом

где с - плотность воздуха

Д2 = 1600мм - диаметр выхода из колеса;

- окружная скорость на диаметре выхода.

R' - безразмерный коэффициент. Для рассматриваемого класса машин

R = (3ч5) * 10-2.

Принимаем R' = 4*10-2

R = 0.122*125.62*1.62*4*10-2 = 197кг.

4.2.1.18. Динамический коэффициент, учитывающий увеличение прогиба при приближении к резонансной зоне

4.2.1.19. Определение опорных реакций приведено в табл. 3.1.

4.2.1.20. Определение изгибающих моментов приведено в табл. 3.2. Эпюры изгибающих моментов изображены на рисунке 3.2.

4.2.1.21. Определение напряжений и запасов прочности при расчете вала на статическую прочность приведено в табл. 3.3.

4.2.1.22. Полученные величины запасов прочности nт (табл. 3.3.) сравниваем с допустимым запасом прочности, который равен 2.

Как видно из таблицы для всех сечений n > 2, следовательно, статическая прочность вала обеспечена.

4.2.1.23. Критерием необходимости расчета вала на усталостную прочность является величина коэффициента н. В зависимости от концентратора напряжений, от характеристики материала и отношения В нашем случае:

Найденные значения коэффициентов н вносим в таблицу 3.3.

4.2.1.24. Для каждого сечения величину nт сравниваем с величиной н В тех сечениях, где величина nт больше величины н, усталостная прочность обеспечена. Как видно из таблицы, в проверке усталостной прочности нуждается сечение 3, усталостная прочность в остальных сечениях обеспечена.

4.2.1.25. Проверка усталостной прочности в сечении 3.

Изгибающие моменты в сечении (см. табл. 3.3)

Мст = Мн = 32019кг*см.

Мдин = М - Мн = 92627 - 32019 = 60608кг*см.

Напряжения от статических и динамических нагрузок:



Максимальное и минимальное напряжение цикла:

Амплитуда цикла:

Среднее напряжение цикла:

.

(см. табл. 3.3) фmin = 0.

Запасы прочности по пределу усталости:

шу = 0.1; шф = 0.05; Е = 0.68.

Концентратор напряжения - галтель

h = 10,0 r = 2.5мм

Ку = 2.23; Кф = 2.12.

Запас прочности по пределу усталости:

Минимальное допустимое значение запаса прочности 1.8

Усталостная прочность вала в сечении обеспечена.

4.2.1.26. Расчет подшипников

4.2.1.26.1. На опоре вентилятора В установлен двухрядный сферический шарикоподшипник 1324 ГОСТ5720-75 (120x260x55).

Динамическая грузоподъемность С =163000Н.

4.2.1.26.2. Проверка долговечности подшипника на опоре В.

Нагрузка на опору:

Вст =328.9кг; Вдин = 111.7кг.

Подшипник воспринимает только радиальные нагрузки.

Определяем равнодействующую статической и динамической нагрузок:

В = г * Вст.

При отношении ,

коэффициент г = 1.07

В = 1.07 * 328.9 = 352кг.

Долговечность подшипника:

где Рr = (x*V*Fr) * Ку * Кт;

Fr = B - радиальная нагрузка на подшипник;

V = 1, при вращении внутреннего кольца;

x = 1 - коэффициент радиальной нагрузки;

Ку = 1.8 - коэффициент безопасности;

Кт = 1 - температурный коэффициент.

Рr = 1 * 1 * 235 * 1.8 * 1 = 633.6кгс.

млн. оборотов,

что соответствует 189177 часам или 21.6 годам непрерывной работы.

4.2.1.26.3. На опоре вентилятора А установлен двухрядный сферический роликоподшипник 3624 ГОСТ5721-75 (120x260x86).

Динамическая грузоподъемность С = 73500Н.

4.2.1.26.4. Поверка долговечности радиально-упорного подшипника на опоре А.

Радиальные нагрузки на опору:

Аст = 792.1кг; Адин = 830кг.

Осевое усилие:

Аос = 654кг.

Равнодействующая статической и динамической нагрузок:

А = г * Аст.

При отношении

А = 1.53 * 792.1 = 1211.9кг.

Расчетная нагрузка:

Рr = (xVFr + уFа) * Ку * Кт,

Fа - осевая нагрузка;

V = 1 - при вращении внутреннего кольца;

у - коэффициент осевой нагрузки,

x = 1.0, у = 0.78.

Ку = 1.8 Кт = 1.0

Pr = (1.0 * 1.0 * 1211.9 + 0.78 * 654) * 1.8 * 1.0 = 3099.6;

Долговечность подшипника:

млн. оборотов,

что соответствует 420400 часам или 48 годам непрерывной работы.

Долговечность подшипников опор ротора (расчетная) превышает срок службы вентилятора до списания (14 лет).

4.2.1.26.5. Расчет значений допустимых дисбалансов рабочего колеса

4.2.1.26.6. ГОСТ 22061-76 для вентиляторов рекомендует 4-й класс точности балансировки.

4.2.1.26.7. Для 4-го класса точности и максимальной угловой эксплуатационной частоты вращения 1500 об./мин. находится значение допустимого удельного дисбаланса:

.

4.2.1.26.8. Балансировка рабочего колеса проводится на балансировочном станке динамической балансировки в собственных подшипниках ротора, принимается случай балансировки в виде отдельной детали - рабочего колеса, к которому прикрепляются балансировочные грузы.

где mр.к. = 500кг - масса рабочего колеса;

Дст.т. - значение главного вектора технологических дисбалансов ротора;

Дст.э. - значение главного вектора эксплуатационных дисбалансов ротора;

где еподш. - наибольшее возможное смещение центра масс ротора от посадки подшипников, когда оба подшипника работают по первому режиму, то есть с местным нагружением.

Согласно ГОСТ 520-89 «Подшипники качения» - поля допусков и технические требования», для роликоподшипников сферических по ГОСТ 5721 5 класса точности, категории А поле допуска отверстия внутреннего кольца d = 120мм составляет:

Радиальное биение беговой дорожки внутренних колей подшипников составляет:

,

где эксплуатационный дисбаланс на заданный технический ресурс от табличного допустимого составляет 20% (коэффициент 0.2).

.

4.2.1.26.9. Находим верхнее и нижнее значения допустимых дисбалансов в плоскостях коррекции 1 и 2 (см. рис. 5.1.).

Окончательно класс точности балансировки устанавливается после экспериментальных исследований.

5. Технико-экономические показатели

Цель: экономическое обоснование выбора варианта способа проветривания очистного участка. Критериями выбора являются:

- интегральный критерий - энергоемкость вентиляторной установки (расход воздуха на тонну добытого угля);

- локальный критерий - расход воздуха на тонну добытого угля.

1 Вариант (комплексный способ проветривания):

2 вентилятора ВЦ-25М.

Диаметр рабочего колеса Дк = 2500мм.

2 двигателя СД2-85/47-8У4 (Р = 400кВт).

Среднегодовой расход электроэнергии Е = 6.18·106кВт*ч.

Расход на подачу 1м3 воздуха 0.0018 кВт*ч/м3.

Расход на 1 тонну добычи 2.47 кВт*ч/т.

2 Вариант (комбинированный способ проветривания):

Вентилятор ВЦ-25, вентилятор УВЦГ-15.

Диаметр рабочего колеса ВЦ-25М Дк = 2500мм, диаметр рабочего колеса УВЦГ-15 Дк = 1500мм.

Двигатель СД2-85/47-8У4 (Р = 400кВт), двигатель ВАО-450 L В-4У2 (Р = 400кВт).

Среднегодовой расход электроэнергии Е = 4.31·106кВт*ч.

Расход на подачу 1м3 воздуха 0.0016 кВт*ч/м3

Расход на 1 тонну добычи 1.74 кВт*ч/т.

5.1 План работы оборудования

Таблица 5.1

Тип оборудования	Парк оборудования	Кол-во дней работы оборудования	Продолжительность ремонтов, дн/год	Производитель- ность, м3
	рабочий	Списочный	фактический резерв	рабочего	списочного	текущий	капитальный	сменная	годовая
ВЦ-25	2	3	1 в резерве	365	365	12	6	2592000	9.46*106
ВЦ-25	1	2	1 в резерве	365	365	12	6	1512000	5.51*106
УВЦГ-15	1	2	1 в резерве	365	365	12	6	453600	1.65*106

5.2 Расчет затрат на электроэнергию

Определим стоимость потребляемой энергии для водоотливной установки

где ?Рм - величина максимума нагрузки;