Скиповой подъем шахты «Северопесчанская»

Песчанское месторождение магнетитовых железных руд расположено на стыке увалистой полосы восточного склона Северного Урала и начинающийся Западно-Сибирской низменностью. Административно оно находится в районе города Краснотурьинска Свердловской области Российской Федерации.
Район расположения месторождения характеризуется хорошо развитой промышленностью – чёрная и цветная металлургия, рассыпное золото, медные руды, бурый уголь, железные руды.
Из всего горно-шахтного оборудования подъемные установки занимают особое место, так как являются основным видом транспорта, связывающим подземные выработки шахты с поверхностью.
Шахтные подъемные установки предназначены для выдачи на поверхность полезного ископаемого, быстрого и безопасного спуска и подъема из шахты людей, транспортировки крепежного леса, горно-шахтного оборудования и материалов. При помощи подъемной установки производят также осмотр и ремонт армировки и крепления ствола шахты.
Основным и самым сложным элементом скиповой ПУ является подъемная машина, которая находится в машинном отделении и с помощью подъемного каната производит подъем скипа по стволу шахты на поверхность, где руда разгружается в бункер обогатительной фабрики.
Шахтные подъемные установки имеют реверсивный электропривод, рассчитанный для работы в повторно-кратковременном режиме. В каждом рабочем цикле имеют место неустановившиеся режимы работы электропривода: пуски, реверсы, торможения, оказывающие существенное влияние на производительность механизма, на КПД установки и на ряд других факторов. Все эти условия предъявляют к электроприводу сложные требования в отношении надежности и безопасности. От технического совершенства электроприводов в значительной степени зависят производительность, надежность работы, простота обслуживания.

Содержание
Введение………………………………………………………………………………..7
1.Общая часть…………………………………………………………………………8
1.1. Технология горных работ……………………………………………………….9
1.1.1. Краткая горно-геологическая характеристика месторождения……..…10
1.1.2. Вскрытие и подготовка месторождения…………………..…………….12
1.1.3. Подъемы………………………………………………………………..….12
1.1.4. Проветривание………………………………………………………….....12
1.1.5. Водоотлив………………………………………………………………....13
1.1.6. Электроснабжение шахты……………………………………………..…13
1.1.7. Подземный транспорт………………………………………………….....13
1.1.8. Годовая производительность шахты…………………….........................14
1.1.9. Выбор системы разработки……………………………………………....14
1.1.10. Система этажного обрушения…………………………..........................14
1.1.11. Система подэтажного обрушения с торцевым выпуском
самоходной техники…………………………………………………......16
1.1.12. Буровзрывные работы………………………………………………..….18
1.1.13. Общая организация работ…………………………………………...…..20
1.1.14.Основные технико-экономические показатели проекта…………..…..22
1.2. Шахтные стационарные установки…………………………………….……23
1.2.1.подъемные установки шахты………………………………......................24
1.2.2. Расчет и выбор скиповой подъемной машины…………………...……..24
1.2.3. Выбор подъемного сосуда…………………………………………..……24
1.2.4. Выбор противовеса…………………………………………………..…...25
1.2.5. Расчет и выбор канатов……………………………………………….….26
1.2.6. Выбор подъемной машины со шкивом трения……………………..…..27
1.2.7. Определение высоты копра…………………………………………..…. 29
1.2.8. Определение длительности подъемной операции……………….….… 29
1.2.9. Выбор приводного двигателя и редуктора………………………..…….30
1.2.10. Кинематика подъема…………………………………………...………..31
1.2.11. Определение предельных значений ускорения и замедления………..32
1.2.12. Тахограмма скорости………………………………………………..…..34
1.2.13. Определение результирующих усилий……………………………...…34
1.2.14. Результирующая мощность…………………………………………..…35
1.2.15. Управление и защита подъемной установки………………………......38
1.2.16. Задание подъемной машины…………………………………………....38
1.2.17. Требования правил безопасности к подъемным установкам………....39







2. Специальная часть…………………………………………………………….....41
2.1. Внешнее электроснабжение…………………………………………………...42
2.1.1. Расчет электрических нагрузок……………….………………………....43
2.1.2. Расчет токов короткого замыкания………………………………..…….47
2.1.3. Выбор и проверка аппаратов ГПП………………………………..……..52
2.1.4. Расчет релейной защиты…………………………………………...……..54
2.1.4.1. Расчет токовой отсечки мгновенного действия………………...…….55
2.1.4.2. Защита от однофазных замыканий на землю…………………...….....56
2.1.5. Расчет заземления………………………………………………..……….57
2.1.6. Расчет молниезащиты……………………………………………...……..60
2.2. Электромеханическое оборудование и электроснабжение
скиповой подъемной установки……………………………………..………64
2.2.1. Общие сведения……………………………………………………...……65
2.2.2. Электроснабжение скиповой подъемной установки…………...………66
2.2.3. Электроснабжение вспомогательных приводов ПУ…………...…….....66
2.2.4. Выбор понизительной трансформаторной подстанции……………......66
2.2.5. Расчет кабельных сетей……………………………………………..……67
2.2.6. Проверка кабельной сети на проверку напряжения ……………..…… 68
2.2.7 Проверка кабельной сети из условия пуска мощного двигателя……....69
2.2.8. Расчет токов короткого замыкания……………………………………...70
2.2.9. Выбор защиты……………………………………………………………..70
2.2.10. Расчет освещения……………………………………………………......71
2.2.11. Выбор источника света и светотехнической арматуры……….……....71
2.2.12. выбор расположения светильников…………………………………….71
2.2.13. Расчет осветительной установки…………………………………….....72
2.2.14. Энергосбережение в осветительных установках…………………..….73
2.2.15. Технико-экономические показатели электроснабжения ПУ………....74
2.3. Энергосбережение……………………………………………………………....75
2.3.1. Актуальность проблемы энергосбережения…………………………....76
2.3.2. Мероприятия использованные в разделах ВКРИ……………………....77
2.3.3. Рекомендации по энергосбережению на предприятии……………..….78
2.3.4. Мероприятия по энергосбережению………………………………….....80
2.4. Электропривод машин и установок технологического комплекса……...82
2.4.1Условия работы и требования, предъявляемые к электроприводу …….83
2.4.2. Обзор и анализ систем проектирумого электропривода и
структур систем управления им…………………………………………..……83
2.4.3.Расчет силовой части привода………………………………………..….89
2.4.4. Выбор двигателя………………………………………………………..…90
2.4.5. Выбор трансформатора……………………………………………..…….90
2.4.6.Расчет и выбор сглаживающего реактора………………………….…....93
2.4.7. Выбор управляемого преобразователя………………………………..…94
2.4.8. Расчет структурной схемы электропривода. Синтез
регуляторов системы управления электроприводом……………………..…. 95
2.4.9. Расчет параметров двигателя……………………………………….……95
2.4.10.Расчет передаточной функциитиристорного преобразователя………99
2.4.11. Синтез регулятора тока………………………………………………...100
2.4.12. Синтез регулятора скорости……………………………………….…..101
2.4.13. Расчет структурной схемы электропривода в о.е………………….…103
2.4.14.Анализ статических и динамических свойств электропривода……...108
2.4.15. Описание разработанной принципиальной схемы
Электропривода…………………………………………………………….…..115
2.5. Автоматизация технологического комплекса………………………….….117
2.5.1 Автоматизация подъёмных установок……………………………….…118
2.5.2. Автоматизация подъёмных установок с двигателями
постоянного тока………………………………………………………………........119
2.5.3. Система автоматического управления скиповой подъемной
установки с приводом по системе ТП-Д……………………………………….….120
2.5.4. Устройство и аппаратура автоматизации………………………….…...121
3. Охрана труда и техники безопасности при эксплуотации
электромеханического оборудования………………………………….….126
3.1. Охрана труда и техника безопасности……………………………….……127
3.1.1. Общие понятия…………………………………………………………...127
3.1.2. Защитное заземление………………………………………………….…128
3.1.3. Защитное зануление……………………………………………..……….130
3.1.4. Выравнивание потенциалов…………………………………….……….132
3.1.5. Применение пониженных и малых напряжений…………………….…133
3.1.6. Электрическое разделение сетей………………………………………..134
3.1.7. Защитное отключение……………………………………………….…...135
3.1.8. Изоляция токоведущих частей…………………………………….…….135
3.1.9. Компенсация замыкания токов на землю………………………………137
3.1.10. Обеспечение недоступности к токоведущим частям…………….…...137
3.1.11. Организационные и технические мероприятия обеспечения
электробезопасности……………………………………………………………138
3.1.12. Воздействие шума и вибрации………………………………….……...139
3.2. Требование правил безопасности к подъемным установкам……………139
4. Экономическая часть…………………………………………………………...141
4.1. Расчет себестоимости технологического процесса ………………...…...142
4.2. Смета на приобретение и монтаж оборудования………………...………143
4.3. Расчет штата и фонда заработной платы рабочих…………………...…..144
4.4. Затраты на электроэнергию………………………………………………..145
4.5. Амортизационные отчисления…………………………………………….146
4.6. Ремонтный фонд……………………………………………………………146
4.7. Смета на общехозяйственные расходы……………………………...……146
4.8. Затраты на материалы………………………………………………...……147
4.9. Эксплуатационные расходы ………………………………………...…….148
4.10. Определение экономической эффективности нового
варианта по чистой приведенной стоимости…………………………….………..150
Заключение………………………………………………………………………….152
Список используемой литературы………………………………………...…….153

В данном проекте подробно произведен расчет и выбор электромеханического оборудования шахты “Северопесчанская” ОАО “БРУ”, показано как осуществляется вскрытие месторождения, транспортирование горной массы, каким оборудованием, уделено внимание безопасности жизнедеятельности, как при ведении горных работ, так и при обслуживании электромеханического оборудования.
В специальной части проекта был произведенвыбор проводников и элек-трооборудованияскиповой подъемной установки, спроектирован электропривод скипового подъема, предназначенного для подъема и опускания груза и совершающий движение по заданному циклу. Целью работы являлось закрепление, углубление и обобщение знаний в области теории электропривода и автоматизации путем решения комплексной задачи проектирования конкретного производственного механизма.
В экономической части проекта приведен расчет экономического эффекта
от внедрения системы “Тиристорный преобразователь - двигатель” и расчет окупаемости такого внедрения, по данным которого мы делаем вывод, что система ТП-Д достаточно рентабельна на практике, вследствие снижения затрат на материалы и электроэнергию.

1. Павлов Л.С., Филичкин Г.М., “Исторический очерк по развитию Богословского
рудоуправления” г. Краснотурьинск 1998г.- 86 с.
2. Агошков М.И., Борисов С.С., Боярский В.А. Разработка рудных и нерудных месторождений. М.: Недра,1983 г.
3. Проект отработки запасов панелей южного блока горизонта – 310 м “Уралруда” 1983г.- 56 с.
4. ЕПБ при разработке рудных, нерудных и рассыпных месторождений полезных ископаемых подземным способом (ПБ-06-11-95), 2005г.
5. Носырев Б. А. “Проектирование подъемных установок”. Изд. УГГГА, 1994г.
6. Нормы технологического проектирования горнодобывающих предприятий черной металлургии с подземным способом разработки, ВНТБ 13-2-85.-Л.: 1986.-138 с.
7. Плащанский Л.А. Основы электроснабжения горных предприятий: Пособие по курсовому и дипломному проектированию.- М.: Издательство Московского государственного университета, 2006.-116.:ил.
8. Федоров А.А. Основы электроснабжения промышленных предприятий: Учеб
ник для вузов. М.: Энергия, 1984.
9. Кривенков В.В. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения.
М.: Энергоиздат, 1981.
10. Правила устройства электроустановок: Все действующие разделы шестого и
седьмого изданий с изменениями и дополнениями по состоянию на 1 февра-
ля 2008 г. – М.: КНОРУС,2008. – 488с.
11. http://speztrade.ru/Vysokovoltnoe_oborudovanie-2/.
12. Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций. М. Изд. МЭИ 2004г.
13.К.А. Набатов, В.В. Афонин «Электрические аппараты распределительных устройств низкого напряжения». Изд. ТГТУ. 2007 г.
14. Клемперт А.Н. “Электроснабжение стационарных установок” методические указания. Изд. УГГУ, 2009г.
15. Федоров А.А., Старкова Л.Е., Учебное пособие для курсового и дипломного
проектирования. М. Атомиздат. 1987г.
16. Федоров В.К., Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. Электроснабжение. М. Атомиздат. 1981г.
17. http://svetila.ru/. Выбор энергосберегающих ламп.
18.Клемперт А.Н.Энергосбережение: методические указания по выполнению раздела ВКРИ.--2-е изд., испр. И доп.- Екатеринбург: Изд. УГГУ, 2009г.
19.Арутюнян, А. А. Основы энергосбережения. М.: ЗАО «Энергосервис», 2007. – 600 с.
20. Батинцев, В.Е. Энерго¬сбережение: справочное пособие. – Екатеринбург, 1999. 304 с.
21. Петров В. Л., Фащиленко В. Н. Регулируемый электропривод постоянного тока. Учебное пособие.- М.: МГГУ, 2001.-62 с.
22. « Уралгипроруда». Реконструкция скипового подъемного комплекса. Расчет элементов электропривода. 1988г.
23.Елисеев В.В., Шлыков А.В. Структуры систем управления электроприводами горных машин: учебное пособие по разделу дисциплины «Автоматизированный электропривод машин и установок горных производств» - Екатеринбург: Издательство УГГА, 1994. - 24с.
24. Комплектные тиристорные электроприводы. Справочник. Под редакцией кандидата технических наук В.М. Перельмутера. Москва Энергоатомиздат 1988г. – 318с.
25. Электроприводы постоянного тока с вентильными преобразователями/ Е.Н. Зимин, В. Л. Кацевич, С. К. Козырев. – М.: Энергоатомиздат, 1981.-192 с.
26. Багаутинов Г.А., Юнусов Х.Б.” Автоматизация стационарных установок шахт и рудников”. Учебное пособие. Екатеринбург: Изд.УГГГА, 1997.
27.Гаврилов П.Д., Гимельшейн Л.Я., Медведев А.Е., “Автоматизация производственных процессов” Москва Недра, 1985г.
28.ЗАО “СМНУ” Цветметналадка. Руководство по эксплуатации. Екатеринбург 2008г.
29. Бежок В.Р., Дворников В.И., Манец И.Г., Пристром В.А. «Шахтный подъем: научно-производственное издание» - Донецк ООО: «Юго-Восток, Лтд», 2007.
30. Инструкция по безопасной эксплуатации электроустановок в горнорудной
промышленности (РД-06-572-03.-СПб: БИС), 2004г.
31. Стровский В.С., Макарова С.В., Жуков В.Г., “Экономика горного предприятия”. Учебное пособие. Екатеринбург, УГГГА, 2003г.