Электропривод и электрооборудование технологического комплекса Скипового подъема шахты «Эксплуатационная» на ОАО “Гайский ГОК” г. Гай

Непрерывный рост производственной мощности добывающих предприятий обеспечивается за счет оснащенности шахт и рудников высокопроизводительным горным оборудованием и транспортными средствами, а также их технического перевооружения на основе механизации и автоматизации производственных процессов.
Горные предприятия используют большую номенклатуру машин различного функционального назначения, которые относят к следующим группам: собственно горные машины, предназначенные для добычи полезных ископаемых и проведения горных выработок, горно-транспортные машины и стационарные машины. На комбинатах с подземным способом добычи полезных ископаемых основным видом транспорта по вертикальным и наклонным выработкам является канатный подъем. Подъемные установки служат для подъема на поверхность полезного ископаемого, породы, а также для спуска и подъема людей, оборудования и материалов.
Основные элементы подъемной установки: подъемная машина, подъемные стальные канаты, загрузочные и разгрузочные устройства (при скиповом подъеме), копры с направляющими шкивами и проводники. В горнодобывающей промышленности, обычно в копрах используются одновременно клетевая и скиповая подъемные установки.

Введение………………………………………………………………………..….1
Общая часть…………………………………………...…………………………10
1. Технология горных работ………………………………………………...….11
1.1. Краткая горно-геологическая характеристика месторождения………11
1.2. Вскрытие и подготовка месторождения……………………………….11
1.3. Подъемные установки подземного рудника…………………………...11
1.3.1. Подъемные установки шахты "Скиповая"………………………..11
1.3.2. Комплекс оборудования загрузки скипов шахты "Скиповая"…..11
1.3.3. Подъемная установка шахты "Клетевая"…………………………11
1.3.4. Подъемная установка шахты "Закладочная"……………………..11
1.3.5. Подъемная установка шахты "Новая"…………………………….11
1.3.6. Клетьевой подъем шахты "Новая"……………………...…………11
1.3.7. Подъемная установка шахты "Средняя Вентиляционная"……...11
1.3.8. Подъемные установки шахты "Южная Вентиляционная 2"…….11
1.3.9. Транспортно-погрузочные сооружения шахты "Новая"……...…11
1.3.10. Подъемные установки шахты "Эксплуатационная"……………..11
1.3.11. Скиповой подъем шахты "Эксплуатационная"…………………..11
1.3.12. Клетевой подъем шахты "Эксплуатационная"…………...………11
1.4. Проветривание……………………………………...……………………11
1.5. Водоотлив…………………………………………….…………………..11
1.6. Основное технологическое оборудование……………………………..11
1.7. Электроснабжение. Характеристика электроприемников……………11
1.8. Схема электроснабжения подземного рудника при отработке гор. 830-1310 м……………………………………………………...……………..11
1.9. Компенсация реактивной мощности…………………………………...11
1.10. Учет электроэнергии…………………………………….………………11
1.11. Распределительные пункты 6кВ (РУ-6кВ)…………………………….11
1.12. Система разработки……………………………………………….……..11
1.13. Выбор системы разработки……………………………………..………11
1.14. Описание системы разработки…………………………………...……..11
1.15. Параметры систем разработок………………………………………….11
1.16. Буровзрывные работы………………………………………..………….11
1.17. Организационная структура управления…………………..…………..11
1.18. Общая организация работ………………………………………….……11
1.19. Основные технологические показатели…………………..……………11
2. Шахтные стационарные установки…………………………………………11
2.1. Подъемные установки шахты………………………………….……….11
2.2. Расчет и выбор скиповой подъемной машины………………..……….11
2.3. Выбор подъемного сосуда……………………………………..………..11
2.4. Расчёт и выбор канатов………………………………….………………11
2.4.1. Выбор головных канатов……………………………….………….11
2.4.2. Выбор уравновешивающих (хвостовых) канатов…………..……11
2.5. Выбор подъёмной машины со шкивом………………………..……….11
2.6. Определение высоты копра………………………………………..……11
2.7. Определение длительности подъёмной операции и расчетной максимальной скорости подъема……………………………………….11
2.8. Выбор приводного двигателя…………………………..……………….11
2.8.1. Выбор двигателя……………………………………….…………….11
2.9. Кинематика подъема…………………………………………………….11
2.10. Определение предельных значений ускорения и замедления………..11
2.10.1. Ускорение…………………………………………..……………….11
2.10.2. Замедление……………………………………………….…………11
2.11. Тахограмма скорости……………………………………………………11
2.12. Определение результирующих усилий…………………..…………….11
2.13. Результирующая мощность……………………………………….…….11
2.14. Управление и защита подъемной установки…………………….….11
2.15. Здание подъемной машины………………………………………..……11
2.16. Требования Правил Безопасности к подъемным установкам……...…11
Специальная часть……………………………………………………….………11
3. Электромеханическое оборудование и электроснабжение копра……...…11
3.1. Общие сведения об электроснабжении шахты………………………...11
3.2. Выбор понизительной трансформаторной подстанции……………....11
3.3. Расчёт кабельных сетей……………………………………..…………..11
3.4. Проверка кабельной сети на потерю напряжения при нормальном режиме работы………………………………………………………...…11
3.5. Проверка кабельной сети из условия пуска мощного двигателя…….11
3.6. Расчёт токов короткого замыкания……………………………….……11
3.7. Выбор защиты……………………………………………..……………..11
3.7.1. Устройство защитного заземления……………………………..…11
3.7.2. Расчёт защитного заземления…………………….……………….11
3.8. Расчет освещения……………………………………………………….11
3.8.1. Выбор источника света и светотехнической арматуры…..….…..11
3.8.2. Выбор расположения светильников………………………..……..11
3.8.3. Расчет осветительной установки………………………….………11
3.8.4. Энергосбережение осветительных установок………………..…..11
3.9. Технико-экономические показатели электроснабжения скиповой установки…………………………………………………………………11
4. Электропривод машин и установок технологического комплекса……11
4.1. Технические требования предъявляемые к автоматизированному электроприводу…………………………………………………………111
4.2. Анализ вариантов существующих систем управления электроприводами……………………………………………..……….111
4.3. Расчет силовой части привод………………………………...………..111
4.4. Выбор двигателя……………………………………………………..…111
4.5. Выбор трансформатора…………………………………..…………….111
4.6. Расчет и выбор сглаживающего реактора………………………….…111
4.7. Выбор управляемого преобразователя……………………………..…111
4.8. Расчет структурной схемы электропривода. Синтез регуляторов системы управления электроприводом………………………….……111
4.8.1. Расчет параметров двигателя…………………………………….111
4.8.2. Расчет параметров контура регулирования тока………………..111
4.8.3. Расчет параметров контура регулирования скорости…………..111
4.9. Расчет структурной схемы электропривода в относительных единицах………………………………………………………………...111
4.10. Анализ статических и динамических свойств электропривода……..111
4.11. Описание разработанной принципиальной схемы электропривода..111
Спецвопрос………………………………………………………………..…….111
5. Защита рудничных подъемных установок от напуска канатов………111
5.1. Актуальность рассматриваемой темы……………………..………….111
5.2. Анализ и обзор устройств защит от напуска каната…………………111
5.3. Устройства защиты и контроля провисания струны каната………...111
5.4. Устройства защиты от напуска каната с контролированием момента зависания по усилию в частях отдельных элементов подъемной установки………………………………………………………..………111
5.5. Способы и устройства защиты шахтных подъемных установок от напуска канатов с контролированием положения подъемного сосуда........................................................................................................111
5.6. Устройства защиты от напуска каната основанные на сравнении скоростей вращения (движения) отдельных элементов подъемной установки………………………………………………………………..111
5.7. Устройства защиты от напуска каната по изменению тока якоря приводного двигателя подъемной машины……………………..……111
5.8. Вывод………………………………………………………………..…..111
6. Охрана труда и техника безопасности при эксплуатации электромеханического оборудования…………………………………………111
6.1. Основные факторы производственной опасности…………………...111
6.2. Требования электробезопасности к конструкции и устройству электроустановок копра……………………………………………..…111
6.3. Требования правил безопасности к эксплуатации шахтных подъёмных установок……………………………………………………….……….111
6.4. Техника безопасности………………………………………...………..111
6.5. Изоляция токоведущих частей………………………………...………111
6.6. Освещение……………………………………………………..………..111
6.7. Санитарно-бытовое обслуживание………………………………...….111
6.8. Меры по предотвращению пожаров……………………………..……111
6.9. План ликвидации аварий………………………………………...…….111
7. Технико-экономические показатели проектных решений специальной части…………………………………………………………………………..…111
7.1. Выбор и обоснование методики расчета экономической эффективности проекта…………………………………………….….111
7.2. Технико-экономическая оценка спроектированного электро-привода………………………………………………………………….111
7.2.1. Разность стоимости электроэнергии……………………….……111
7.2.2. Разность стоимости электрооборудования…………………..….111
7.2.3. Экономия стоимости монтажа и транспортных расходов……..111
7.2.4. Экономия дополнительных капитальных вложений в смежные отрасли……………………………………………………………..…111
7.2.5. Разность капитальных затрат на электрооборудование сравниваемых приводов…………………………………………….111
7.2.6. Экономия амортизационных отчислений……………………….111
7.2.7. Разность эксплуатационных годовых расходов при эксплуатации приводов……………………………………………………………...111
7.2.8. Технико-экономическая эффективность применения новой системы электропривода……………………………………………111
7.3. Срок окупаемости модернизированного электрооборудования…….111
7.4. Выводы по разделу……………………………………………………..111
Заключение………………………………………………………………..…….111
Список используемой литературы………………………………………….…

Пояснительная записка содержит187 страниц, в том числе24рисунка,17таблиц. Графическая часть выполнена на 8 листах формата А1.
В данном дипломном проекте рассмотрена модернизация привода скиповой подъёмной установки. При выборе новой системы электропривода основное внимание уделялось ее перспективности, надежности и компактности. Произведен выбор электродвигателя и комплектного электропривода, а также выполнен расчет основных узлов силовой части. Особое внимание уделено выбору способа управления электроприводом. С помощью программы Matlab были смоделированы переходные процессы в электроприводе, получены их графики и частотные характеристики. Произведен расчет технико-экономического эффекта от модернизации. Рассмотрены вопросы безопасности труда при работе на модернизируемой установке и меры по ее повышению.
В данном проекте подробно произведен расчет и выбор электромеханического оборудования шахты “Эксплуатационная” ОАО “Гайский ГОК”, показано как осуществляется вскрытие месторождения, транспортирование горной массы, каким оборудованием, уделено внимание безопасности жизнедеятельности при обслуживании электромеханического оборудования.
В специальной части проекта был произведенвыбор проводников и электрооборудования башенного копра, 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 путем решения комплексной задачи проектирования конкретного производственного механизма.
В экономической части проекта приведен расчеттехнико- экономического эффекта при совершенствовании системы электропривода и расчет окупаемости такого внедрения, по данным которого мы делаем вывод, что новая система достаточно рентабельна на практике, вследствие снижения затрат на электроэнергию и при этом повышается срок службы оборудования (увеличение надежности машины вследствие улучшения динамических свойств привода).

1. ЗАО «УРАЛМЕХАНОБР-ИНЖИНИРИНГ», Вскрытие и разработка гор. 830-1310м подземного рудника, технико-экономическое обоснование, ОАО «Гайский ГОК», 10 томов, Екатеринбург 2008г.
2. Агошков М.И., Борисов С.С., Боярский В.А. Разработка рудных и нерудных месторождений. М.: Недра,1983 г.
3. ЕПБ при разработке рудных, нерудных и рассыпных месторождений полезных ископаемых подземным способом (ПБ-06-11-95), 2005г.
4. Носырев Б. А. «Проектирование подъемных установок». Изд. УГГГА, 1994г.
5. Нормы технологического проектирования горнодобывающих предприятий черной металлургии с подземным способом разработки, ВНТБ 13-2-85.-Л.: 1986.-138 с.
6. Правила устройства электроустановок: Все действующие разделы шестого и седьмого изданий с изменениями и дополнениями по состоянию на 1 февраля 2008 г. – М.: КНОРУС,2008. – 488с.
7. http://www.mo-sokol.ru/?pId=4&cId=123Выбор автоматических выключателей.
8. http://www.etm.ru/cat/nn/9671409/Выбор разъединителей.
9. http://www.tdtransformator.ru/TSH-20.htmlи http://www.kompelt.ru/content/tnshl-066Выбор шинных трансформаторов.
10. Клемперт А.Н. «Электроснабжение стационарных установок» методические указания. Изд. УГГУ, 2009г.
11. К.А. Набатов, В.В. Афонин « Электрические аппараты распределительных устройств низкого напряжения». Изд. ТГТУ. 2007 г.
12. Старкова Л.Е., Федоров А.А., Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования. М. Атомиздат. 1987г.
13. Федоров В.К., Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. Электроснабжение. М. Атомиздат. 1981г.
14. http://svetila.ru/. Выбор энергосберегающих ламп.
15. http://speztrade.ru/Vysokovoltnoe_oborudovanie-2/.
16. Клемперт А.Н., Бердов И.А. «Электроснабжение участка шахты», методические указания, Изд. УГГУ, 2008г.
17. Петров В. Л., Фащиленко В. Н. Регулируемый электропривод постоянного тока. Учебное пособие.- М.: МГГУ, 2001.-62 с.
18. « Уралгипроруда». Реконструкция скипового подъемного комплекса. Расчет элементов электропривода. 1988г.
19. 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.
20. Комплектные тиристорные электроприводы. Справочник. Под редакцией кандидата технических наук В.М. Перельмутера. Москва Энергоатомиздат 1988г. – 318с.
21. http://www.tiristor.ru/products.php?act=products&pr=17&subpr=96&id=83
22. http://www.td-automatika.ru/catalog/section.php?SECTION_ID=754
23. Бежок В.Р., Грузутин Р.Я., Калинин В.Г., Чайка Б.Н., «Неисправности шахтных подъемных установок»
24. Единые правила безопасности при разработке рудных, нерудных и россыпных месторождений полезных ископаемых подземным способом, Госгортехнадзор России, 2003г (ПБ 03-553-03).
25. Корнякова М.В. «Защита шахтных подъемных установок от динамических нагрузок при зависании подъемных сосудов в стволе» кандидатская диссертация, ИрГТУ, 2000г.
26. Кипервассер М.В., «Защита шахтных подъемов от напуска каната», кандидатская диссертация, Кемерово, 1995.
27. Степанов А.Г. «Динамика машин» - Екатеринбург:УрО РАН, 1999.
28. Верстаков Г.В., Степанов А.Г. «Рудничные подъемные установки», 1999. – 447c.
29. Инструкция по безопасной эксплуатации электроустановок в горнорудной промышленности, (утв. постановлением Госгортехнадзора РФ от 5 июня 2003 г. N 65), Москва, Государственное унитарное предприятие, «Научно-технический центр по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России», 2003г (РД 06-572-03).
30. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей, (МИНИСТЕРСТВО ЭНЕРГЕТИКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПРИКАЗ от 13 января 2003 г. N 6)
31. Конспект лекций по дисциплине « Горная механика » для студентов горных специальностей.