Автоматизация добычи угля на шахте им. Костенко

- клетевой подъем ВПС - кабель ААБ-6 3 х 120.

От РП «Кировская» электроэнергией б кВ питается:

- клетевой подъем - кабель СБН-6 3 х 120;

- вентилятор ВЦ-5 - кабель СБН 3 х 150.

От РП 35/6 кВ «Спортивная» электроэнергией 6 кВ питается:

вентилятор ВОКД- 3.0 - кабель СБ-6 3 х 120;

- клетевой подъем - кабель АСБ 3 х 70.

Кроме перечисленных потребителей электроэнергией 6 кВ питаются все центральные подземные подстанции. Все ЦПП располагаются в специализированных камерах в околоствольных дворах на горизонтах +172, +90, +73, -30, -100. Оборудуются ЦПП высоковольтными ячейками ЯВ - 6400 и КРУВ - 6.

В шахте применяются следующие высоковольтные кабели:

СБН-6 3 х 50; СБН 3 х 150; ЦСПН-6 3 х 120; СБН-6 3 х 35; СПН-6 3 х 95; ЦСКН-6 3 х 120; ВШБУ-6 3 х 120.

1.15 Действия в чрезвычайных ситуациях. Неотложная помощь при ранениях, кровотечениях, переломах, ушибах, вывихах и ожогах

Первая помощь при ранениях:

а) удалить по возможности грязь, инородные тела, лежащие поверхностно;

б) обработать края раны одним из следующих растворов: перекись водорода, фурацилин, настойка йода. Бриллиантовый зеленый. Рана обрабатывается по краям на ширину 2--3 см;

в) остановить кровотечение;

г) наложить стерильную салфетку, вату, повязку. При оказании первой помощи в очаге поражения не разрешается промывать рану, извлекать из нее инородные тела (осколки, обрывки одежды и другие) и касаться раны руками.

Кровотечение и способы их устранения различают:

артериальное, венозное, капиллярное и паренхематозное кровотечение. При артериальном -- цвет крови алый и вытекает она пульсирующей струёй; при венозном -- темно-красный и вытекает она непрерывной струей; при капиллярном - кровь выделяется по всей поверхности тела.

Самый доступный и быстрый способ временной остановки артериального кровотечения - пальцевое прижатие, артерии выше места его повреждения. Пальцевое прижатие артерии требует значительных усилий. Даже сильный и хорошо подготовленный человек может осуществлять его не более 15-20 минут, поэтому надо немедленно, где это возможно, наложить стерильную давящую повязку, жгут или закрутку.

При переломе необходимо обеспечить неподвижность места перелома, чтобы уменьшить боль и предотвратить дальнейшее смещение костных обломков. Одежду и обувь снимать нельзя, их надо резать и освободить место перелома. Это достигается наложением иммобилизирующей повязки 6интом, куском материи, ремнем с использованием стандартные шин или подручного материала (палка, доска, пучок прутьев и тому подобное).

1.15.4 Ушибы характеризуются болью, отеком, кровоподтеком. Первая помощь: наложение давящей повязки, придание возвышенного положения (это способствует прекращению дальнейшего кровотечения). Для уменьшения боли - пузырь со льдом.

1.15.5 Вывихи -- повреждения суставов, сопровождающиеся смещением кости по отношению к вращательной поверхности другой кости и смещением ее в окружающие, ткани. Надо проверить наличие пульса и чувствительности. Если пульса нет, надо сдвинуть конечности до его появления, шинировать.

1.15.6 Для прогнозирования исхода ожога используется условное правило: прогноз сомнителен, если сумма возраста и общей площади ожога пораженного приближается к 100.

При любом ожоге площадью более 10--15% поверхности тела развивается ожоговый шок:

- легкой степени (до 2%), характеризуется эйфорией, возбуждением;

- средней и тяжелой степени (свыше 2%) -развитие депрессии при сохранении сознания.

2 Специальная часть

2.1 Экономическое и социальное значение оборудования АГЗ на шахте

На шахтах, имеющих выделение метана, контроль его содержания в подземных забоях и выработках -- одно из главных условий обеспечения безопасности работ. Поэтому мероприятиями по техническому перевооружению угольной промышленности предусмотрено обязательное внедрение на шахтах, опасных по газу, централизованного контроля содержания метана и автоматической газовой защиты (АГЗ).

Централизованный контроль содержания метана и использование систем автоматической газовой защиты существенно повышают оперативность и надежность контроля и наряду с повышением безопасности работ необходимо внедрение на шахтах, опасных по газу, более прогрессивных технологических процессов угледобычи, позволяющих увеличить нагрузку на очистные забои и скорость проведения горных выработок, в итоге повысить производительность труда рабочего по добыче.

Санитарно-гигиенические условия и безопасность работ в шахтах обусловлены достаточным количеством свежего, с нормальным содержанием кислорода, воздуха и допустимыми концентрациями в нем вредных и опасных газов.

Подземная разработка угольных пластов, особенно крутопадающих, очень часто сопровождается выделениями (постоянными или внезапными) газа метана, который в забоях и горных выработках, смешиваясь с воздухом, при определенной концентрации создает взрывоопасную смесь.

Одна из основных задач обеспечения безопасности работ на шахтах, а именно предупреждение возможных взрывов газа метана - применение соответствующей аппаратуры газовой защиты и обеспечение хорошего режима проветривания.

Контроль концентрации метана в газовых шахтах должен осуществляться во всех выработках, где может выделяться или скапливаться метан. Места и периодичность замеров устанавливаются начальником участка ВТБ и утверждаются главным инженером шахты.

При этом должны выполняться следующие требования:

- у забоев действующих тупиковых выработок, стволов, в исходящих вентиляционных струях тупиковых и очистных выработок и выемочных участков при отсутствии автоматического контроля, замеры концентрации метана должны производиться в шахтах I и II категории--не менее 2-х раз в смену, в шахтах III категории, сверхкатегорийных и опасных по внезапным выбросам -- не менее трех раз в смену. Один из замеров должен выполняться в начале смены. Во всех указанных выше местах замере концентрации метана должны выполняться сменными инженерно - техническими работниками участка или бригадирами и звеньевыми. При этом не реже одного раза в смену замеры -- должны производиться работниками участка ВТБ;

- в поступающих в тупиковые и очистные выработки вентиляционных струях, в недействующих тупиковых и очистных выработках и их исходящих струях, в исходящих струях крыльев и шахта также на пластах, где выделение метана не наблюдалось, и в прочих выработках замеры концентрации метана должны осуществляться работниками участка ВТБ не реже одного раза в сутки.

Замеры концентрации метана должны выполняться в соответствии с «Инструкцией по замеру концентрации газов в шахтах и применению автоматических приборов контроля содержания метана».

Результаты замеров концентрации метана, производимых в течение смены, заносятся инженерно - техническими работниками участков и участка ВТБ на доски, установленные в соответствии с «Инструкцией по замеру концентрации газов в шахтах и применению автоматических приборов контроля содержания метана». Работники участка ВТБ, кроме того заносят результаты выполненных ими замеров в наряд -- путевки.

На всех газовых шахтах должен составляться перечень участков выработок, опасных по слоевым скоплениям метана. Контроль за слоевыми и местными скоплениями метана должен производиться в соответствии с «Инструкцией по замеру концентрации газов в шахтах и применению автоматических приборов контроля содержания метана».

2.2 Отбор объектов, подлежащих включению в систему АГЗ

В шахтах III категории по газу, сверхкатегорных и опасных по внезапным выбросам, контроль концентрации метана стационарными автоматическими приборами должен осуществляться:

- в призабойных пространствах тупиковых выработок длиной более 10 ми в исходящих струях при длине выработки более 50 м, если в выработках применяется электроэнергия и выделяется метан; при наличии в тупиковой части выработки передвижной подстанции -- подстанции; если выработка проводится с применением буро -- взрывных работ в режиме сотрясательного взрывания -- независимо от применения электроэнергии;

- у ВМП с электрическими двигателями при разработке пластов, опасных по внезапным выбросам, а также при установке вентиляторов в выработках с исходящей струей воздуха из очистных или тупиковых выработок;

- в поступающих в очистные выработки струях при нисходящем проветривании, при последовательном проветривании, а также при разработке пластов, опасных по внезапным выбросам угля и газа, с применением электроэнергии, независимо от направления движения вентиляционной струи в очистной выработке;

- в исходящих струях выемочных участков при разработке крутых пластов, опасных по внезапным выбросам, независимо от наличия электроэнергии;

- в исходящих струях очистных выработок и выемочных участков, ft ни которых применяется электроэнергия;

- в камерах для машин и электрооборудования в рудничном нормальном исполнении и электрооборудования общего назначения;

- в камерах для .машин и электрооборудования, проветриваемых исходящими струями воздуха;

- в выработках с исходящей струей воздуха за пределами выемочных участков, если в них имеется электрооборудование и кабели.

Датчики стационарных автоматических приборов контроля содержания метана должны устанавливаться:

- в поступающих струях очистных выработок при нисходящем проветривании - на расстоянии не более 5 метров от лавы в верхней части сечения выработки на стороне, противоположной лаве. При восходящем проветривании очистных выработок на пластах, опасных по внезапным выбросами угля и газа, - между лавой с распредпунктом на расстоянии не более 50 м от лавы;

- в исходящих струях очистных выработок--в 10 -- 20м от очистного забоя у стенки, противоположной выходу из лавы, в верхней части выработки. При спаренных лавах с общей исходящей струей воздуха или при схемах проветривания выемочных, участков с подсвежением исходящей вентиляционной струи -- в очистной выработке на расстоянии не более 15 м от выхода из нее;

- в исходящих струях выемочных участков -- в начале вентиляционного штрека в 10-20 м от ходка, уклона, бремсберга или промежуточного квершлага;

- в поступающих струях выемочных участков -- в 10 --20 м от места входа поступающей струи на участок.

2.3 Выбор технических средств для обеспечения автоматической газовой защиты шахты

Комплекс автоматической газовой защиты и телемеханического контроля содержания метана в рудничной атмосфере является составной частью автоматизированной системы проветривания.

В автоматизированной системе приветривания должны использоваться те средства автоматической газовой защиты, при помощи которых может быть обеспечен сбор и передача в УВМ необходимой информации и содержание метана в различных местах шахты. К таким средствам может быть отнесен комплекс «Метан».

Многофункциональная комплексная аппаратура -- комплекс «Метан» - предназначена для непрерывного местного и централизованного контроля содержания метана и выдачи сигнала на автоматическое отключение электрической энергии контролируемого объекта при достижении предельно -- допустимой концентрации метана (0,5; 0,7; 1,0; 1,5; 2,0 %) в угольных шахтах, опасных по газу.

Комплекс может использоваться как самостоятельно, так и в системах оперативно -- диспетчерского управления проветриванием, системах автоматического регулирования проветривания отдельных участков и в лавах угольных шахт.

Комплекс аппаратуры «Метан» состоит из анализаторов метана AT 1-1 и AT 3-1. При этом анализатор метана AT 1-1 состоит из датчика метана ДМТ-4 и аппарата сигнализации АС-5, а анализатор AT 3-1 - из трех датчиков ДМТ-4 и аппарата сигнализации АС-6. Каждый из датчиков ДМТ-4 обеспечивает непрерывный автоматический контроль содержания метана в месте его установки, аварийную световую сигнализацию, передачу телеметрической информации и сигнала в аппарат АС-5 или АС-6 на отключение электроэнергии. Аппарат AC- J служит для питания датчика ДМТ-4, визуального контроля за содержанием метана, местной световой и звуковой аварийной сигнализации, автоматического отключения электроэнергии при достижении предельно допустимой концентрации метана. Аппарат АС-6 выполняет те же функции для трех датчиков ДМТ-4.

Стойка приема информации СПИ-1 предназначена для приема и регистрации телеметрической информации и аварийной сигнализации от анализаторов метана AT 1-1 и AT 3-1. В каркасе стойки рас----- положены выемные блоки измерения, регистрации и сигнализации. В блоке измерения и сигнализации расположены усилители с приемником сигналов на 14; 20; 26 кГц. На лицевой стороне стойки под блоками сигнализации расположена панель с гнездами для телефонной связи с аппаратами сигнализации и датчики., в нижней части находятся блоки питания.

Общий принцип действия комплекса «Метан» заключается в обработке электрических сигналов, поступающих от чувствительных элементов датчиков, передаче этих сигналов на аппараты сигнализации и далее на СПИ-1 диспетчеру. Количественное содержание метана в воздухе определяется беспламенным сжиганием его при температуре около 400 град. С в камере сгорания датчика ДМТ-4. При этом тепловой сигнал преобразуется в электрический, усиливается и поступает на указывающий прибор аппарата АС-5 или АС-6 и транзитом - на СПИ-- 1 диспетчерского пункта. При достижении установленной предельно -- допустимой концентрации метана датчик выдает релейный сигнал в аппарат на отключение напряжения контролируемого объекта (участка) и аварийный сигнал на СПИ-1 диспетчеру.

2.4 Описание принципа действия основных технических средств автоматической газовой защиты шахты

Работа схемы анализаторов AT 1-L

При включении анализатора напряжение с зажимов 12, 13 через блокировочный анализатор S1 поступает на трансформатор Т. Со вторичной обмотки 2 трансформатора напряжение 110 В обеспечивает питанием искробезопасный феррорезонансный стабилизатор Cm, выходное напряжение которого действует через зажимы 1, 2, в блок питания БП датчика ДМТ-4. Напряжение 24 В со вторичной обмотки 3 трансформатора поступает на блок питания сирены БПС, блок сигнализации БС, генератор частоты 6, в цепи сигнальных ламп HI, Н2 и реле К1. Связь датчика с аппаратом сигнализации осуществлятся четырехжилънъш кабелем. В цепи стабилизатора Cm и блока питания БП обеспечивается работа реле К блока БРКза счет разделения переменной и постоянной составляющих тока разделительными конденсаторам которые расположены в указанных элементах.---- Блок питания датчика выдает ряд напряжений для обеспечения работы мостовой схемы, блока резисторов БР, исполнительного блока БИ, телеметрического усилителя УТи цепей светодиодов Н1, H2, НЗ. Рабочий и сравнительный резисторы Rp u Rсp с резисторами R10, R11 образуют мост, который питается переменным напряжением 2 В и является первичным элементом по выработке сигнала в зависимости от концентрации метана. Блок резисторов в комплексе с резисторами Rr, Rн, Rс обеспечивает сопряжение по преобразованию сигнала мостовой схемы до необходимого значения и передаче его в исполнительный блок БИ. Исполнительный блок состоит из следующих устройств и элементов: фазоустановительных усилителей ФУУ1, ФУУ 2; реле времени РВ; диодных оптронов V4, V9 и цепей сопряжения.

При данном питании и нулевой концентрации метана, мост датчика неуравновешен (достигается настройкой резисторов Rr, Rн, Rс), переменное напряжение, действующее в определенной фазе в диагонали моста (токи 3, 4) поступает через блок резисторов на вход исполнительного блока. В этом блоке сигнал воспринимается фазочувствителъным элементом--усилителем ФУУ 1,сигналом которого включается светодиод оптрона V9. Диодной частью этого оптрона обеспечивается образование постоянной составляющей тока между блоками БП и Cm, что ведет к срабатыванию реле К в блоке БРК и включению реле К1.

Контактами реле К1 обеспечивается: снятие питания с блока БПС; включение генератора частоты 6; нормальное состояние фидерного автомата (зажимы 14, 15) или магистрального пускателя (зажимы 9, 11 ). При этом также в аппарате АС-5 и датчике ДМТ-4 горят зеленая сигнальная лампа H1 и светодиод Н3 на наличие питания и нормальную концентрацию метана.

При предельной концентрации метана на рабочем резисторе происходит беспламенное сгорание газа, сопротивление резистора Rr увеличивается, что ведет к установлению равновесия моста, а в дальнейшем к появлению напряжения в диагонали моста, изменившегося по фазе. Прекращает работать фазочувствителъный усилитель ФУУ 1, оптрон V4 и реле времени с выдержкой времени 20+/-5мин отключает оптрон V9. При этом отключаются реле К и К1.Отключившеесяреле К1 производит следующие переключения отключает автоматический Фидерный выключатель или магистральный пускатель; подаст питание на блок БПС, что ведет к включению сирены НА; включается замыкающим контактом мультивибратор блока БС, что обеспечивает пульсирующую работу генератора частоты G; включается красная сигнальная лампа Н2. В датчике ДМТ-4 горит светодиод HI предельной концентрации метана. При концентрации метана, превышающей 1,3 от установленного предела срабатывания, фазочувствительный усилитель ФУУ 2 снимает выдержку времени с реле РВ. При этом мгновенно отключается электроэнергия и включается светодиод Н2 второго уровня концентрации метана.

Телеметрический усилитель УТ, цепь приборов РА1, РА.2, контролирующие процентное содержание метана, и частотный генератор б обеспечивают необходимую местную информацию и на диспетчерскую стойку СПИ-1.

2.5 Монтаж, наладка и эксплуатация технических средств автоматической защиты

Исправность комплекса, надежность и длительность срока службы обеспечивается только при соблюдении Правил эксплуатации, ухода и своевременного устранения неисправностей.

Датчики метана устанавливают в местах, где Правилами безопасности предусмотрен непрерывный автоматический контроль содержания метана стационарной аппаратурой. В месте установки датчик крепят вертикально к крепи с помощью цепной подвески так, чтобы воздушный поток подходил к датчику со стороны, противоположной лицевой панели или сбоку.

Аппарат сигнализации устанавливают на распределительном пункте лавы или подземной подстанции в месте, удобном для наблюдения за прибором.

Сирену искробезопасную СИ-1 устанавливают на распределительном пункте или в месте, где вероятность нахождения людей наибольшая, например, на погрузочном пункте.

Стойку приемника информации СПИ-1 устанавливают в помещении горного диспетчера, в удобном для наблюдения месте.

Монтаж:, наладку и сдачу в эксплуатацию комплекса «Метан» ведет, как правило, специализированная организация «Углесервис».

Предварительно необходимо освободить аппараты от упаковки, очистить от пыли и выдержать в помещении в течение 15 часов при -- температуре 25 град. С и относительной влажности 80%.

Производят внешний осмотр, убеждаются в отсутствии механических повреждений, наличии пломб и соответствии заводских номеров аппаратов сигнализации и датчиков метана; в стойку приема информации СПИ-1 устанавливают самопишущие и показывающие приборы, транспортируемые в отдельных ящиках. Особое внимание обращают на щели взрывопроницаемых соединений оболочки, вводных кабельных устройств и место ввода валика блокировочного устройства. Ширина щели неподвижных плоских поверхностей между корпусом и крышкой релейной камеры -- не более 0,2 мм, между корпусом и крышкой камеры вводов -- не более 0,15 мм.

Погрешность срабатывания отключающего устройства и аварийной сигнализации и выдержку времени на срабатывание отключающего устройства комплекса «Метан» определяют на одной из установок 0,5; 0,7; 1,0; 1,5 или 2,Ооб%СН4. Погрешность срабатывания отключающего устройства и аварийной сигнализации не должна превышать +/-0,2об%СН4.

Систему отключения источника электрического питания проверяют нажатием кнопки «Контроль» на датчике ДМТ-4. При этом на датчике и аппарате сигнализации должны: появиться световые сигналы, сработать исполнительное реле в аппарате сигнализации и прекратиться подача электроэнергии на контролируемый участок.

Сопротивление изоляции относительно корпуса проверяют мегометром: зажим «Земля» присоединяют к корпусу, другой зажим -- к соединенным вместе токоведущим шпилькам. Сопротивление изоляции должно быть не менее 40 мОм.

После проверки и регулировки комплекс «Метан» выдерживают во включенном состоянии в течение суток при содержании метана в испытательный срок в камере от 1,5 до 2,0 % СН4.

Обмен смеси производить не реже, чем через 4часа, проветривают камеру в течение 10 мин. В конце суток проветрить камеру в течение 1 часа и проверить основную допускаемую погрешность, погрешность срабатывания исполнительного устройства и выдержку времени на срабатывание. При необходимости произвести корректировку переменными резисторами датчика.

Перед спуском в шахту все аппараты должны быть опломбированы навесными пломбами с оттисками клейма или скругленными и оплавленными угольным электродом концами проволоки. Аппараты АС пломбируются навесной пломбой только в шахте после подключения их в сеть.

В процессе эксплуатации необходимо производить внешний осмотр изделий. При этом следует обращать внимание па надежность подключения кабелей, наличие пломб, горение сигнальных ламп, правильность подвески датчиков. Один раз в сутки необходимо производить проверку правильности работы системы отключения питания контролируемого объекта нажатием кнопки «Контроль» на передней крышке датчика, при этом в датчике и аппарате должны включиться световой сигнал «Метан» и сирена, а также отключиться напряжение питания контролируемого объекта.

Один раз в неделю производят проверку правильности показаний и нуля. Если отклонения от нулевой отметки или показания отличаются от поверочной смеси более, чем на 0,2 % СН4, то следует сделать корректировку, для чего нужно открыть поворотную крышку на передней стенке датчика и резистором rh выполнить регулировку нуля, а резистором Rr выполнить регулировку показаний. Если не удается регулировка, то термогруппа датчика подлежит замене, которая проводится только на поверхности.

2.6 ПБ и ПТЭ при эксплуатации газовой защиты

Замер содержания газов в шахтах производится стационарными или переносными автоматическими приборами и переносными приборами эпизодического действия.

Все рабочие, ведущие работы в тупиковых очистных выработках таких шахт, должны обеспечиваться индивидуальными автоматическими сигнализаторами метана.

Автоматические стационарные и встроенные приборы контроля содержания метана должны обеспечивать автоматическое отключение электроэнергии при недопустимой концентрации метана.

Места установки автоматических переносных приборов и датчиков стационарных приборов контроля содержания метана определяется в соответствии с «Инструкцией по замеру концентрации газов в шахтах и применению автоматических приборов контроля содержания метана.

Непрерывность контроля содержания метана при сотрясательном взрывании и торпедировании пород кровли должна обеспечиваться таким включением датчиков, чтобы с них}во время проведения указанных работ, не снималось напряжение.

Переносные автоматические приборы контроля содержания метана должны располагаться в очистных выработках -- на пологих и наклонных пластах у корпуса комбайна или врубовой машины со стороны исходящей струи; на крутых пластах -- в месте нахождения машиниста; при дистанционном управлении комбайном--в вентиляционном штреке против выхода из очистной выработки у кровли штрека.

Переносные автоматические приборы контроля содержания метана должны подвешиваться так, чтобы воздушный поток подходил со стороны, противоположной лицевой панели прибора.

Стационарные автоматические приборы контроля содержания метана должны производить отключение электроэнергии при установке на концентрацию метана в исходящих струях очистных выработок и выемочных участков -- 1,3 %.

Для обеспечения надежности электроснабжения предприятий должны применяться средства автоматики: автоматическое включение резерва (АВР); автоматическое повторное включение (АПВ); автоматическое регулирование возбуждения (АРВ) и устройство форсирования возбуждения синхронных двигателей; автоматическая частотная разгрузка (АЧР) и другие.

При наличии быстродействующих основных защит, все операции контроля исправности или опробования электроавтоматики, где требуются по условиям эксплуатации (обмен сигналами В. Ч. защит, опробование устройств автоматических осциллографов),должны производиться дежурным персоналом по специальной инструкции с записью результатов в специальный или оперативный журнал или персоналом, обслуживающим устройства РЗАиТ.

2.7 Проверочный расчет электроснабжения очистного забоя

Выбор участковой подстанции. Определим мощность трансформатора для 1-группы:

где Руст - суммарная установленная мощность электродвигателей, - кВт

Кс -- коэффициент спроса, учитывающий степень загрузки и одновременности работы двигателей, а также КПД кабелей сети и двигателе

где Рн - номинальная мощность наиболее крупного токоприёмника

Cosф = 0,6 -- условный средневзвешенный коэффициент мощности по очистным участкам шахт

Smp.AOC-4B -- номинальная мощность осветительного трансформатора

По расчетной мощности трансформатора для I-группы принимаем ближайшую большую по мощности стандартную ПУПП-ТСШВП-630-6/1,2 с номинальной мощностью 630 кВ А.

Определим мощность трансформатора для II-группы.

Принимаем стандартную ПУПП- ТСШВП-630 - 6/1,2.

Определим коэффициент загрузки

где Smp. ном -- номинальная мощность ПУПП.

Таблица 2.1 Перечень электрооборудования участка

Расчет магистрального кабеля. Выбираем магистральный кабель по низкой стороне трансформаторной подстанции Iн.п=304А, принимаемы ЭВТ 3 95 + 1 10 + 4 4.

Таблица 2.2

Производим проверку кабельной сети по нормальному режиму.

Потеря напряжения в типовом трансформаторе

где Ua - активная составляющая напряжения короткого замыкания трансформатора

Up - реактивная составляющая

Определим потерю напряжения в вольтах

Определим потерю напряжения в магистральном кабеле

где Ip -расчетный ток, А

L - длина кабеля, м

- проводимость проводника, для меди -53

S - сечение данного кабеля

Определим потерю напряжения в кабеле, питающем комбайн 1КШЭ

Определим суммарную потерю напряжения в сети, питающей комбайн 1 КШЭ

U=Ump+Um.к=34,8+5,8+18,6=59,2В,

что меньше допустимого значения, равного 117 В. Таким образом, по нормальному режиму кабельная сеть выбрана правильно.

Произведем проверку кабельной сети по пусковому режиму

Определяем пусковой ток трансформатора

Imp.n=Iмн тр-Iном dB+In.dB=0.92304-132+1265=1412,7А

Определяем потерю напряжения в трансформаторе при пуске наиболее мощного электродвигателя

Определим потерю напряжения в трансформаторе в вольтах.

Определим потерю напряжения в магистральном кабеле

Определим потерю напряжения в гибком кабеле комбайна

Определяем суммарную потерю напряжения в сети, питающей комбайн 1 КШЭ

U=Ump.n+Uм.к п++Uг.к п =179+24,3+58,5=261,8В,

что меньше допустимого значения, равного 188 В. Таким образом, по пусковому режиму кабельная сеть выбрана правильно.

Расчет и выбор кабеля напряжением на 6 кВ, питающего участок

Расчет производится:

- по нагреву рабочим током (длительно допустимой нагрузке)

- по экономической плотности

- по термической устойчивости и Т.К.З.

- по допустимой потере напряжения

Для расчета по нагреву рабочим током определяется расчетный рабочий ток в кабеле

Принимаем бронированный кабель сечением жилы 25кв.мм ЭВТ 325 + 110.

Проверим сечение кабеля на экономическую плотность тока.

Проверим минимальное сечение жилы кабеля по термической устойчивости

где С - коэффициент, при напряжении до 10,<В включительно,для медных шин С-165

tф -- фактическое время действия тока к.з.

I - действующее значение установившегося 3-х фазного тока короткого замыкания

где Sк.з. - мощность к.з. на шинах КРУ

Проверим сечение кабеля по допустимой потере напряжения

Принимаем кабель ЭВТ 325 + 110

Порядок расчета токов короткого замыкания в точке К1:

где R -- активное сопротивление трансформатора

В точке К 2:

Определим активное сопротивление в магистральном кабеле

Определим полное, активное и индуктивное, сопротивление в точке К2

Rк.2=Rm+Rм.к.=0,018+0,02=0,038 Ом

Хк.2=Хт+Хм.к.=0,08+0,016=0,096 Ом

Iк.з=0,876719=5846 А

В точке К3:

Определим активное сопротивление в кабеле комбайна

Определим индуктивное сопротивление в кабеле комбайна

Хк.к = 0,078 0,241 = 0,019 Ом

Определим полное, активное и индуктивное, сопротивление в точке КЗ

Rк.з = Rm + Rм.к + Rк.к = 0,018 + 0,02 + 0,048 = 0,086 Ом

Хк.з = Хт + Хм.к + Хк.к = 0,08 + 0,016 + 0,019 = 0,115 Ом

Iк.з=0,874800=4176 А

В точке К8:

Определим активное сопротивление в гибком кабеле маслостанции СНТ - 32 №2

Rг.к.п = 0,090,03 = 0,0027

Определим полное, активное и индуктивное, сопротивление в точке К8

Rк.8 = Rm +Rм.к +R2к.м =0,018 + 0,02 + 0,035 = 0,073 Ом

Хк8 =Хт+ Хм.к +Х2к.м = 0,08 + 0,016 + 0,0027 = 0,0987 Ом

В точке К7:

Определим активное сопротивление в гибком кабеле ПТК - 1

Определим индуктивное сопротивление в гибком кабеле ПТК-1

Хг.к.п = 0,090,05 = 0,0045 Ом

Определим полное сопротивление в гибком кабеле, индуктивное и активное, в точке К7

Rк.7 = 0,018 + 0,02 + 0,059 = 0,097 Ом

Хк.7 = 0,08 + 0,016 + 0,0045 = 0,1 Ом

Iк.з=0,875000=4350

В точке К 6:

Определим активное сопротивление в гибком кабеле ДЗК

Определим индуктивное сопротивление в гибком кабеле ДЗК

Хг.к.д = 0,090,092 = 0,008 Ом

Определим полное, активное и индуктивное, сопротивление в точе К6

Кк6 = Rm + Rм.к + Rг.к.д = 0,018 + 0,02 + 0,108 = 0,146 Ом

Хк6 =Хт+Хм.к+ Хг.к.д = 0,08 + 0,016 + 0,008 = 0,104 Ом

Iк.з=0,873871=3368 А

В точке К 4:

Активное и индуктивное сопротивление осветительной сети

Хо.с=0,1010,23=0,023 Ом

1к.з =0,8771 =62 А

В точке К 5:

Ток короткого замыкания на шинах ЦПП

Сопротивление электросистемы до шин ЦПП

От РПП-6 до ПУПП проложен бронированный кабель ЭВТ 325 + 110 длиной 800 м.

Определим активное и индуктивное сопротивление кабеля ЭВТ 325 + 110

Хк=0,0880,8=0,07 Ом

Полное сопротивление

Zк=Rк+Хк=0,6+0,07=0,6 Ом

Суммарное сопротивление до ввода 6 кВ ПУПП

R=Rc + Zк = 0,72 + 0,6 = 1,32 Ом

Установившийся ток короткого замыкания на шинах ввода ПУПП

Мощность короткого замыкания на вводе ПУПП

Порядок выбора пускозащитной аппаратуры.

Выбираем пускозащитную аппаратуру к электрооборудованию, принятому в предыдущих расчетах: напряжение сети НН-- 1140 В, освещения -- 127 В, сети ВН-- 6000 В.

Выбираем контактор для управления и защиты комбайна 1 КШЭ. Параметры двигателя:

Iн = 2132 = 264 А

Iп=Iн+Iп = 1265 +132 = 1397А

Рп = 2200 = 400 кВт

Iк.з =4176 А

Iк.з =4800 А

Выбираем контактор КT- 12P - 37 на Iн = 320 А.

Допустимая мощность подключения электродвигателя -- 400 кВт. Токовая установка 800-2400 А. Предельно-токовое отключение - 4800 А.

Выбираем ток установки 1у.

Согласно ПБ Iy In + Iн = 1397 А

Iу>1397А.

Принимаем ток установки Iу = 1400 А - защита ПМЗ, чтобы не происходило ложных срабатываний защиты.

Проверяем чувствительность токовой установки на срабатывании

1,5 Iк.з /Iу = 4176 /1400 = 2,98

Произведем отключение при максимально-возможном токе трехфазного короткого замыкания на зажимах электродвигателя с учетом 20 % запаса

Iк.з.1,2 In.o. 480011,2 = 5760>4800

Условия отключения не соблюдаются, отключение будет производить АВ.

Выберем контактор для отдельного включения двигателя на маслостанцию СНТ - 32 №2.

Параметры двигателя:

Iн = 36,5А

In = 250 А

Рн = 55 кВт

Iк.з = 4971А

Iк.з =5714 А

Выбираем контактор КТУ-- 2Е на Iном = 63 А, допустимую подключательную мощность двигателя 80 кВт с предельной токовой уcтавкой 750 А и предельным токовым отключением 1000 А.

Определяем ток у ставки Iу Iy In

Принимаем Iу = 250 А - защита ПMЗ Iy = In

Проверим чувствительность защиты на срабатывание

Iк.з / Iy 1,5 4971 / 250 = 19,9, что больше 1,5

Произведем отключение при максимально-возможном токе трехфазного короткого замыкания на зажимах электродвигателя с учетом 20% запаса

Iк.з 1,2 Iп.о 57141,2 = 6857 А > 1000 А

Условия отключения не соблюдаются, отключение будет производить автоматический выключатель.

Выбранный контактор КТУ -- 2Е подходит для ПТК и ДЗК.

Выбираем автоматический выключатель, установленный в СУВ-1140 по суммарному номинальному току потребителей Iном - 370,5 А. Выбираем АВ-А 3732УУ5 на ток 400 А, токовая у ставка 2500 А и предельным разрывным током 18000 А.

Определим токовую у ставку АВ

IуIпуск + (Iпм.тр - IпдВ) = 1397 + (370,5-132) = 1635,5 А

С учетом 25% запаса

Iy 1,25 1635,5 2044 А

Максимальный ток трехфазного короткого замыкания на выводах АВ с учетом 20 % запаса

Iк.з =1,26719 = 8063 А, что меньше 18000 А

Проверим чувствительность защиты АВ

Iк.з / Iу 1,5 4176/2500=1,7, что больше 1,5.

Окончательно принимаем к уставке автоматический выключатель типа А 3732УУ5.

Для питания, защиты и управления светильников лавы принимаем осветительный трансформатор со стабилизированным напряжением АОС-4В с Рн = 4кВА, Iн = 22 А, токовая установка защиты 32 А.

Iк.з = 62 А, Iк.з = 71А

Проверяем чувствительность защиты

Iк.з / Iу = 62/32 = 1,9, что больше 1,5

Расчет и выбор КРУ

Выбор ячейки КРУ, установленной в РПП-6, произведем по номинальному току трансформатора ТСВП 630/6-1,2 - 60,6А, выбираем КРУ типа КРУВ -- 6 на ток 200 А с предельным отключением 2400 А.

Токовую уставку КРУВ-6 определим по току трансформатора при пуске.

где 1,21,4 - коэффициент запаса

п = Uкм / Unм = 6000 /1200 = 5 -- коэффициент трансформации

На шкале уставок максимально - токовых реле в приводе ячейки имеются 6 делений, которые соответствуют 100, 140, 160, 200, 250 и 300 % номинального тока ячейки. УКРУВ-6 на 1ном эти цифры соответствуют 40, 56, 64, 80, 100, 120 (условные обозначения на шкале уставок) или действующему току 200, 280, 320, 400, 500 и 600 А.

Так что 372 > 320 и < 400 А, поставим у ставку на деление 80, что будет соответствовать 400 А. При пуске электродвигателей комбайна ложных срабатываний не произойдет.

Проверим выбранную уставку на требования ПБ:

что вполне удовлетворяет требованиям ПБ.

При возникновении к.з.защита надежно отключит силовой трансформатор от сети даже, если не сработает защита в сети 1140 В.

Сводные данные расчетов

Таблица 2.3 Спецификация электрооборудования

Таблица 2.4 Кабельный журнал

2.8 Расчет техника - экономической эффективности оборудования автоматической газовой защиты шахты

Основными показателями экономической эффективности автоматизации производства в горной промышленности являются:

- уменьшение числа занятых рабочих и повышение производительности труда;

- повышение качества и снижение себестоимости;

- снижение трудоемкости;

- уменьшение сроков окупаемости капитальных затрат, связанных с автоматизацией.

Уровень или степень снижения трудоемкости работ при автоматизации составляет

где P1 - численность рабочих до автоматизации

Р2 - численность рабочих после автоматизации

Повышение производительности труда за счет автоматизации

Произведем подсчет эксплуатационных расходов при ручном и автоматическом контроле за состоянием атмосферы по изменяющимся статьям: «Зарплата» и «Амортизация», если известно, что средний заработок одного рабочего (электрослесаря) Vразряда составит 20000 тенге в месяц.

При ручном замере газа метана штат рабочих составит: 4 - электрослесари АГЗ - Vразряда и один ученик - IVразряда.

Один рабочий измеряет газ в течение смены у комбайна, остальные три и ученик находятся там, где располагаются датчики метана.

Определим зарплату четырех рабочих и ученика при ручном контроле за состоянием рудничной атмосферы за 12 месяцев.

Зр = (20000 - 18000) 12 = 1176000 тенге

Определим зарплату двух рабочих при автоматизированном контроле за состоянием рудничной атмосферы. Один электрослесаръ V разряда и помощник-электрослесарь IVразряда.

За = (20000 + 18000) 12=456000 тенге

Годовая экономическая эффективность по зарплате при автоматизации составит

Эгод = Зр-За = 1176000 - 456000 = 720000 тенге

Определяем сумму амортизационных отчислений по оборудованию газовой защиты в количестве трех комплектов за один год.

где П1 - первоначальная стоимость АТЗ-1, тенге

П2 - первоначальная стоимость ТА-11, тенге

Hr - годовая норма амортизации, %

Определим эксплуатационные расходы при автоматизированном контроле по статьям: «Зарплата» плюс «Амортизация».

Э = За Am = 720000 + 76400 = 796400 тенге

Затраты по зарплате на монтаж аппаратуры

P1 = (п5 Ст5 + п4 Ст4) д = (439,62 + 408,12) 5 = 4239 тенге

где п5 - количество электрослеспрей Vразряда, человек

п4 - количество электрослесарей IVразряда, человек

Ст5, Ст4 - тарифные ставки V-го и IV-го разрядов, тенге

д - количество дней, затраченных на монтаж.

Затраты по зарплате на ревизию и наладку

Р2 = п5 Ст5 д = 2 439,62 2 = 1758 тенге

Стоимость телефонного кабеля

Р3 = I Ск = 800 90 = 72000 тенге,

где I - длина кабеля, м

Ск -стоимость одного метра кабеля, тенге

Балансовая стоимость аппаратуры

Р=Э+Р1+Р2+ РЗ=796400+4239+1758+72000=874397тенге

Стоимость контроля метана по зарплате до автоматизации

где G - производительность лавы в месяц, тонн

Стоимость контроля метана по зарплате после автоматизации

Срок окупаемости аппаратуры комплекса «Метан»

Литература

1. Г.Д.Медведев «Электрооборудование и электроснабжение горных предприятий»

2. Л.П.Поспелов «Основы автоматизации производства.» М.; Недра, 1988

3. В.В.Демин «Лабораторный практикум по рудничной автоматике и телемеханике» М.; Недра, 1981

4. П.Д.Гаврилов, Л.Я.Гимелъшейн, А.Е.Медведев «Автоматизация производственных процессов»

5. В.А.Батицки.й, В.И.Куроедов, А.А.Рыжков «Автоматизация производственных процессов и АСУТП в горной промышленности»

6. Правила технической эксплуатации угольных и сланцевых шахт. М.; Недра, 1976

7. Правила, безопасности в угольных шахтах. Астана,2000

8. И.ИЛпратов, О.П.Шумовский, В.Ф.Ковалевский «Справочник механика шахты» М.; Недра, 1971

Страницы: 1, 2