Расчет и выбор подъемной машины шахты "Вентиляционная" Тишинского рудника Тишинского месторождения г. Риддер
лавный водоотлив 10-го горизонта оборудован восьмью насосными установками типа ЦНС-300/360 с двигателями мощностью 500кВт. В связи с большим притоком воды одновременно в работе находятся три насоса, два из которых работают круглосуточно, а третий и при необходимости четвертый, включаются при увеличении водопритока.

Насосная станция 6-го горизонта, куда поступает вода с 10-го горизонта, оборудована четырьмя насосными установками ЦН-900/310 и перекачивает воду на очистные сооружения.

Для уменьшения количества ступеней на 16-ом горизонте сооружается насосная станция главного водоотлива на 6 насосов типа ЦНСТ-850/720 для перекачки воды сразу же на 6-ой горизонт, тогда сразу же отпадает необходимость в насосных установках 10, 11 и 13-го горизонтов, а насосная 17-го горизонта нужна только как зумпфовой водоотлив, для откачки водопритока по стволу шахты "Тишинская", который составляет 40-50 м3/ч.

Все действующие насосные оборудованы илоотстойниками, так как в воде очень большое содержание взвешенных частиц (шламов). По мере накопления в илоотстойниках шламов, от них отводится вода в другой илоотстойник, а затем шламы с помощью скреперных лебедок загружаются в вагоны и выдаются на поверхность, где "Белазами" перевозятся в хвостохранилища. Очистка водосборников производится как скреперными лебедками 30ЛС-2С, так и откачиванием шламов в илоотстойник насосами 5ПС-10.

Компрессорная станция.

Тишинский рудник обеспечивается сжатым воздухом от компрессорной станции, где установлено четыре рабочих и один резервный турбокомпрессор К-250-61, производительностью 250м3/мин каждый. Потребное количество сжатого воздуха 820м3/мин. Для воздухоснабжения ремонтных работ, в выходные дни имеется компрессор 4М10-100/8, производительностью 100м3/мин.

Воздухоснабжение рудника осуществляется по трубопроводу диаметром 425мм, проложенному по стволу шахты "Тишинская". По трубопроводу диаметром 300мм, расположенному по наклонному съезду и стволу шахты "Ульбинская".

1.6 Электроснабжение поверхности рудника

В настоящее время внешнее электроснабжение рудника осуществляется от действующих ЛЭП 110кВ. На ГПП-110/6 установлены три силовых трансформатора ТДН-1600/110 мощностью 16000кВ ·А, реактор РБА Н-10. На ГПП-110/6 установлены КРУ типа КСО-2У. На 17 ЦПП применяются следующие типы КРУ: КРУ-2М, КРУН-6, КСО-2М, КРУН-2М, ШВМЭ-0,3-630, К-ХV-1. Число тяговых подстанций на горизонтах АТП-500А/275В - 7 штук. Число питающих и отходящих фидеров ЛЭП-110кВ - 36 штук. Для питания ЦПП и АМП применяются кабели типа ЦААБ, АСБ, ААБ, КТ.

Виды защит силовых трансформаторов: защита газовая, от КЗ, от перегрузок, от исчезновения напряжения; защита отходящих линий - от утечки тока на землю, от короткого замыкания.

1.7 Поверхностный комплекс рудника

В поверхностный комплекс рудника входят: склад взрывчатых материалов, компрессорная, котельная, здания подъемных машин шахт "Тишинская", "Ульбинская", "Западная", "Вентиляционная", надшахтные здания "Тишинская" и "Ульбинская", здания вентиляционных установок "Западная", "Ульбинская", "РЭШ", завод сухой смеси, бетонно-закладочный комплекс, боксы по ремонту самоходного оборудования, электромеханические мастерские, здания складских помещений, здания бытового комплекса, а также здания управления.

1.8 Исходные данные для проектирования

Подъем шахты "Вентиляционная" Тишинского рудника предназначена для обслуживания ствола, выдачи горной массы с 13-го и 11-го горизонтов на 10-ый горизонт, и аварийного подъема людей из шахты.

Проектная глубина ствола шахты "Вентиляционная" 958 метров.

Проектное количество горизонтов - 16.

2. Специальная часть

2.1 Расчет и выбор подъемного каната

Исходя из назначения подъема (обслуживание вентиляционного ствола и аварийный подъем людей) выбираем одноэтажную шахтную клеть 61КМ4,5. Ее длина 4500мм, ширина 1720мм, грузоподъемность 10000кг, масса клети 6761кг, колея 750мм, количество поднимаемых людей не более 30 человек, расстояние между проводниками 2700мм.

Расчет подъемного каната сводится к определению массы одного погонного метра каната, которая определяется по формуле:

кг/м;

где

Qn - масса полезного груза, поднимаемого в клети, кг;

Qc - масса клети, кг;

в- предел прочности материала каната на разрыв, Н/мм2;

m - условная масса каната, кг;

q - запас прочности каната (для грузолюдского подъема);

во- условная плотность каната, кг/м3;

Нк- полная длина отвеса каната, м.

Производим расчет:

кг/м.

Но так как подъемная машина имеет четыре каната, тогда вес одного погонного метра каната будет равен:

кг/м.

Выбираем канат с массой погонного метра больше расчетного значения: ГОСТ 3085-69, размером 6х30, диаметром равный 27,5мм, масса одного погонного метра каната 2,7кг, суммарное разрывное усилие всех проволок в канате 553500Н (при маркировочной группе по временному сопротивлению разрыва 1800 Н/мм2).

Проверяем, подходит ли канат по запасу прочности по формуле:

кг;

где

Qp - суммарное разрывное усилие всех проволок в канате, Н; так как глубина ствола более 600м, то значением рНк пренебрегаем.

Подставив значения, проверяем, подходит ли канат:

кг.

Так как подъем четырехканатный, а мы рассчитали запас прочности одного каната, то

кг,

что больше требуемого.

Окончательно выбираем канат ГОСТ 3085-69 ЛК-3 6х30, диаметром 27,5мм.

2.2 Выбор и обоснование подъемной машины

На подъемной установке шахты "Вентиляционная" применена машина без отклоняющих шкивов, так как диаметр ведущего шкива равен расстоянию между осями подъемного сосуда и противовеса в стволе.

Диаметр многоканатного ведущего шкива определяем по формуле:

м; где

dk - диаметр каната, мм.

Подставив значение диаметра каната получаем:

, мм.

Принимаем многоканатную подъемную машину ЦШ - 2,25х4 (где ЦШ-цилиндрический шкив; 2,25-диаметр ведущего шкива; 4-число рабочих канатов).

Техническая характеристика многоканатной подъемной установки ЦШ-2,25х4

Максимальное статическое натяжение ветви каната, кН 340

Максимальная разность статических натяжении канатов, кН 120

Максимальный диаметр каната, мм 28

Максимальная скорость подъема, м/с 12

Расстояние между канатами на канатоведущем шкиве, мм 250

Маховый момент (без редуктора и электродвигателя), кН м2 300

Высота подъема, м 1200

2.3 Расположение подъемной установки относительно ствола

Подъемную машину располагаем над стволом в башенном копре.

Высота башенного копра определяется по формуле:

Нк=kb + kc + kn + ka + kp + kм + 0,75Rш. т, где

kb - высота от уровня земли до приемной площадки, м;

kc - высота клети, м;

kn - высота свободного переподъема, м;

ka - высота рабочего и резервного хода амортизаторов, м;

kp - высота необходимая для размещения крепления амортизационных устройств, м;

kм - высота машинного зала, м;

0,75Rш. т - высота от пола машинного зала до оси шкива трения, м.

Подставляя значения в формулу, находим:

Нк=0+6+3+6+7+10+0,75·1,12=32,84м.

Принимаем башенный копер высотой 35 метров.

2.4 Кинематика и динамика подъема

На клетьевых подъемных установках применяется трехпериодная диаграмма скорости. Принимаем ускорение б1=1м/с2, замедление б3=0,75м/с2, расчетная продолжительность движения клети Тр=210с, высота подъема Н=958 метров. Определяем максимальную скорость подъема по формуле:

, м/с

Где ам - (м/с2) - модуль ускорения, определяется по формуле:

м/с2.

Найдя модуль ускорения, теперь можно найти максимальную скорость подъема:

м/с.

Фактическую максимальную скорость определяем по формуле:

м/с; где

Я - передаточное число редуктора, принимаем из технических характеристик равное 11,29; n - частота вращения двигателя, принимаем n=590об/мин. Подставляя значения находим:

м/с,

то есть условие хр. м. ? хmax, а точнее 4,7 ? 6,15, выполняется.

Продолжительность и путь замедленного движения определяем по формулам:

с.

м.

Продолжительность и путь замедленного движения в нижней части ствола определяем по формулам:

с.

м.

Путь и продолжительность равномерного движения определяем по формулам:

м.

с.

Продолжительность движения клети определяем по формуле:

с.

Проверим правильность расчета по формуле:

с.

Так как Т ? Тр, хмах ? хр. m., то и фактический коэффициент резерва производительности подъемной установки будет равным или больше расчетного:

; где

С - коэффициент резерва производительности подъемной установки, учитывающий неравномерность ее работы, С = 1,5;

tn - время паузы, для одноэтажной клети, tn = 20c.

Подставляем значения в формулу, и получаем:

Динамика подъема

Уравновешивание установки. Необходимость в уравновешивании подъемной системы устанавливается по значению степени статической неуравновешенности:

; где

k - коэффициент вредных сопротивлений в стволе, для клетьевой установки, k = 1,2.

Производим расчет по формуле:

.

Так как д ? 0,5; то требуется применение уравновешивающих канатов. Применяем два хвостовых каната, вес одного метра хвостового каната определяем по формуле:

кг/м; где

Пк - число головных канатов;

Пук - число уравновешивающих канатов.

кг/м.

Исходя из полученных данных, принимаем два хвостовых каната с массой 1 погонного метра 5,4кг, шириной 107мм, толщиной 17,5мм, суммарное разрывное усилие всех проволок в канате 1040000 Н при маркировочной группе по временному сопротивлению на разрыв 1800 Н/мм2.

Ориентировочная мощность двигателя определяется по формуле:

кВт.

Предварительно принимаем электродвигатель АК13 - 62 - 10 мощностью N=500 кВт, n = 590 об/мин; зд = 0,93; Ммахпот. = 1,9; G ·Д2 = 4800 Нм2.

Крутящий момент на тихоходном валу редуктора определяем по формуле:

, Н; где

R = 1,125м. - радиус ведущего шкива.

Подставляем значения в формулу для нахождения крутящего момента:

Н.

Принимаем редуктор Ц2Ш - 1000 с передаточным числом i =11,29; GД2 = 4800 Нм2, способный передать максимальный крутящий момент на ведомом валу М = 300000 Н.

Приведенная к окружности шкива масса трения движущихся частей подъемной установки определяется по формуле:

,

Где

Lnk - длина головки каната, м.

Для нахождения значения длины головки каната применяем формулу:

м.

Lук - длина хвостового канала, м.

Длину хвостового канала находим по формуле:

м.

кг.

т1шт - приведенная масса шкива трения; находим это значение по формуле:

кг.

т1ред - приведенная масса редуктора, кг.

Массу приведенного редуктора находим по формуле:

кг.

Найдя все необходимые значения, ставим их в формулу для нахождения массы трения движущихся частей:

кг.

Движущиеся усилия в характерных точках трехпериодной трапециидальной диаграммы определяем по шести формулам в зависимости от операции: в начале подъемной операции:

Н,

подставляя значения из ранее найденных, находим:

Н;

в конце операции ускорения:

Н,

подставляя значения в формулу, находим:

Н;

в начале операции равномерного движения:

Н,

подставляем значения в формулу:

Н;

в конце операции равномерного движения:

Н,

подставляем значения в формулу:

Н;

в начале операции замедленного движения:

Н,

подставляем значения в формулу:

Н;

в конце подъемной операции:

Н,

подставляем значения в формулу:

Н.

2.5 Выбор и обоснование приводного двигателя

Эквивалентное усилие определяем по формуле:

Н,

где значение Т находим по формуле:

с,

Куд - коэффициент, учитывающий ухудшение условий охлаждения во время ускоренного и замедленного движения, Куд=1;

Rn - коэффициент, учитывающий паузы между движением клети, Rn=0,33.

Найдем вначале значение Т, то есть

с.

Для нахождения эквивалентного усилия мы нашли все значения, а значит, можем подставлять их непосредственно в формулу:

Н.

Проверяем электродвигатель на перегрузку. Коэффициент перегруза при подъеме определим по соответствующей формуле:

; что

недопустимо, так как при асинхронном двигателе Кn ? 1,8; в связи с этим примем:

Н.

Эквивалентная мощность двигателя определяется по формуле:

кВт, что

больше принятой ранее мощности двигателя АК13 - 62 - 10 (Nор = 483кВт), поэтому принимаем двигатель АК15 - 36 - 8, мощностью электродвигателя 750кВт, n = 590 об/мин.

Запас мощности электродвигателя определяем по формуле:

; что

допустимо условиями выбора электродвигателей.

Определим мощность на валу подъемного двигателя по формулам:

кВт.

кВт.

кВт.

кВт.

.

По полученным данным строим диаграммы подъемной установки:

диаграмма скорости;

диаграмма ускорения;

диаграмма движущихся усилий;

диаграмма мощности на валу подъемного электродвигателя.

2.6 Cos ц на подстанции подъема

Cos ц - коэффициент мощности, характеризующий эффективность использования электроустановок.

Расчет cos ц производится по формуле:

;

где

значение Рр находится по формуле:

кВ·Ар;

значение Sр находится по формуле:

кВ·Ар;

значение QР находим по формуле:

кВ·Ар.

Определим по формуле реактивную мощность необходимую для компенсации повышения коэффициента мощности (cos ц):

, кВ · Ар.

Значение tg ц1 соответствует расчетному cos ц, так как cos ц = 0,86; то tg ц1 = 0,6. Значение tg ц2 соответствует проектному cos ц = 0,96; тогда tg ц2 = 0,29.

Подставляем значения в формулу для нахождения реактивной мощности необходимой для компенсации повышения cos ц:

кВ · Ар.

Для нахождения количества конденсаторов применяем формулу:

; где

Qп - реактивная мощность одного конденсатора.

Количество конденсаторов на фазу составит 4, а на три фазы соответственно - 12.

Тип устанавливаемых конденсаторов КС2 - 6,3.

2.6 Расчет нагрузок на шинах центральной понизительной подстанции (ЦПП)

Для удобства расчет произведем его порядок:

Все потребители разбиваются на группы однородные по характеру работы.

По справочным таблицам определяется Кс и cos ц для каждой группы.

Определяем активную расчетную и реактивную мощность каждой группы по формулам:

, кВт;

, кВт;

, кВт;

, кВт; где

КС гр - значение коэффициента спроса для группы приемников;

Н гр - суммарная номинальная мощность потребителей группы, кВт;

tgцгр - значение тангенса соответствующего.

Определяем суммарную активную и реактивную расчетные мощности всех групп.

…., кВт;

…., кВт · Ар.

Определяем расчетную нагрузку по формуле:

, кВ · А.

Определяем расчетный коэффициент мощности по формуле:

.

2.7 Электроснабжение подъема

Расчет высоковольтной линии сводится к определению сечения жил кабеля, которое выбирается по нескольким показателям:

а) по нагреву, определяем по формуле:

А, где

Jдл. доп - длительно допустимый ток для кабеля выбранного сечения;

К1 - коэффициент, учитывающий температуру окружающей среды, для температуры 150 С принимаем К1 = 1;

Jрасч - расчетный ток нагрузки, который определяется по формуле:

А,

Где Кс - коэффициент спроса, Кс = 0,75 - 0,95.

Подставляем значения в формулу:

А.

Предварительно выбираем трехжильный кабель с алюминиевыми жилами, Jдл. доп = 80 А, сечением 16мм2, Jдл. доп = 80 А ? Jрасч = 76,8 А.

б) по экономической плотности тока определяем по формуле:

где

гэк - экономическая плотность тока, при числе часов использования нагрузки в год от 1000 до 3000, принимаем гэк = 1,6 А/мм2.

Находим экономическую плотность:

мм2.

Предварительно выбираем трехжильный кабель с алюминиевыми жилами, с нагрузкой до 155 А, сечением 50мм2.

в) по потерям напряжения определяем по формуле:

%, где

l - длина линии, км;

чо - активное сопротивление линий, определяется по формуле:

Ом/км; где

г - удельная проводимость материала кабеля, м/Ом · мм2;

S - сечение кабеля, мм2.

Подставляем значения в формулу для нахождения активного сопротивления:

Ом/км.

Для нахождения потерь напряжения подставляем все найденные значения в формулу:

% < Uдоп = 5%.

г) по термической стойкости расчет производим по формуле:

мм2 где

J? - установившийся ток короткого замыкания;

С - коэффициент для кабелей с алюминиевыми жилами, С = 90;

tф - фиктивное время действия тока короткого замыкания.

Подставляем значения в формулу для нахождения термической стойкости:

мм2.

Окончательно выбираем трехжильный кабель с алюминиевыми жилами, с бумажной пропитанной масло-канефольной и не стекающей изоляцией, в свинцовой оболочке, прокладываемый в земле, сечением 120мм2; Jдл. доп = 260 А.

2.8 Расчет токов короткого замыкания

Для расчета токов короткого замыкания составляем расчетную схему и схему замещения, в которой реальные элементы заменяем сопротивлениями.

Определяем сопротивление всех элементов, до шин подстанции.

l =0,5 Рном

К1

Значение К1 находим по формуле:

где

Sб = 100 - значение базисной мощности;

Sк. з. = 100 - мощность короткого замыкания.

Определим относительное базисное сопротивление кабеля находим по формуле:

где

хо - индуктивное сопротивление 1км кабельной линии, Ом/км; принимаем из технических характеристик равное 0,08 Ом/км;

Подставляем значения в формулу для определения относительного базисного сопротивления кабеля:

Определим активное относительное базисное сопротивление кабельной линии по формуле:

Ом/км.

Определим результирующее сопротивление до точки К1 по формуле, но так как ч*1 < 1/3 х*1, то ч*1 не учитываем в формуле.

Страницы: 1, 2, 3, 4



Реклама
В соцсетях
рефераты скачать рефераты скачать рефераты скачать рефераты скачать рефераты скачать рефераты скачать рефераты скачать