Автор: Пользователь скрыл имя, 26 Октября 2011 в 20:26, дипломная работа
Существующие схемы подготовки выемочных участков, их проветривания и дегазации не позволяют на пластах с высокой газоносностью отодвинуть газовый барьер до возможной производительности очистного забоя. Отечественная и зарубежная практика показывает, что достижение высоких нагрузок на очистные забои высокогазоносных пластов могут быть достигнуты только с применением многоштрековой подготовки, которая позволяет увеличить количество подаваемого на участок воздуха и существенно расширить возможности подземной дегазации угольного пласта и выработанного пространства.
Введение 6
1 Технология подземных горных работ на шахте 8
1.1 Характеристика Печорского угольного бассейна 8
1.2 Характеристика Воркутского месторождения 8
1.3 Общие сведения о шахте «Заполярная» 9
1.4 Газоносность пластов угля 9
1.5 Вскрытие и подготовка шахтного поля 10
1.6 Система разработки пластов 12
2 Механизация горных работ 14
2.1 Механизация подготовительных работ 14
2.2 Механизация очистных работ 15
2.3 Расчет ресурса проходческого комбайна П–110 15
3 Шахтный подземный транспорт 19
3.1 Транспортирование горной массы, материалов, оборудования и доставка людей 19
3.2 Эксплуатационный расчет ленточного конвейера 22
4 Электроснабжение 27
4.1 Общая существующая схема электроснабжения 27
4.2 Подземное электроснабжение и электрооборудование 28
5 Стационарные установки 29
5.1 Вентиляторные установки 29
5.2 Шахтный подъем 30
5.3 Водоотлив 31
6 Электропривод горных машин 38
6.1 Условия эксплуатации 38
6.2 Электропривод стационарных установок 39
6.3 Электропривод вентиляторов местного проветривания 41
6.4 Электропривод конвейерных установок 41
6.5 Электропривод электровозного транспорта 42
6.6 Электропривод забойных машин 43
6.7 Выбор мощности привода ленточного конвейера 43
7 Экология 44
7.1 Загрязнение воздушного бассейна и охрана атмосферы воздуха 44
7.2 Загрязнение, охрана и рациональное использование водных ресурсов 45
7.3 Отходы, образующиеся на шахте 47
7.4 Охрана недр 50
7.5 Охрана и рациональное использование земель 50
7.6 Основные характеристики воздействия на окружающую среду и ее компоненты 51
7.7 Изменение геологической среды 52
7.8 Акустическое воздействие 52
7.9 Изменения поверхностных и подземных вод 53
7.10 Изменение растительного и животного мира 54
7.11 Защита от воздействия электрического поля 54
7.12 Защита от воздействия радиации 54
8 Охрана труда 55
8.1 Общие положения 55
8.2 Категорийность ш. «Заполярная» по газу и мероприятия, исключающие воздействие данного фактора 55
8.3 Пожароопасность 57
8.4 Электробезопасность 57
8.5 План ликвидации аварий 58
8.6 Анализ производственного травматизма по шахте «Заполярная» в 2007 году 59
8.7 Организация и осуществление производственного контроля за соблюдением требований промышленной безопасности на шахте 60
9 Автоматизация производственных процессов 62
9.1 Комплекс управления и диагностики проходческой техники КПТ-13 проходческого комбайна П-110. 62
10 Выбор и обоснование средств механизации проведения спаренных подготовительных выработок по пласту «Тройной» шахты «Заполярная» 66
10.1 Обоснование плановых показателей парной подготовки 66
10.2 Формы и размеры поперечного сечения выработок по пласту «Тройной» 67
10.3 Общий анализ механизации проходческих работ 69
10.4 Проходческие комбайны 70
10.5 Средства транспорта и доставки 79
10.6 Варианты технологических схем и комплектов проходческого оборудования 85
10.7 Организация работ в проходческом забое 90
10.8 Расчета параметров проходческого цикла 90
10.9 Проведение выработок и возведения анкерной крепи комбайном 12СМ30(JOY) 97
11 Электроснабжение проходческого участка 100
11.1 Выбор участковой подстанции 100
11.2 Выбор кабельной сети 100
11.3 Расчет токов короткого замыкания (к.з.) 103
11.4 Выбор пускозащитной аппаратуры 105
12 Расчет технико-экономических показателей проходки 107
Заключение 112
Список использованных источников 113
В настоящее время на шахте «Заполярная» применяются осевые вентиляторы местного проветривания типов ВМ-6, и ВМЦ-8.
Вентиляторами ВМ-6 проветриваются штреки, уклоны, сбойки, квершлаги, бремсберги;
– вентилятор ВМЦ-8 предназначен для проветривания глухих забоев подготовительных выработок площадью сечения 6-14м2.
В таблице 6.3 приведены технические характеристики электрических вентиляторов местного проветривания.
Таблица 6.3 – Технические характеристики электрических вентиляторов местного проветривания
| Показатели | Вентиляторы | |
| ВМ-6 | ВМЦ-8 | |
| Максимальная площадь сечения проветриваемых выработок, м2 | 16 | 20 |
| Максимальная длина проветривания выработок при работе, м | 600 | 1000 |
| Производительность, м3/мин. | 340 | 600 |
| Максимально полный К.П.Д. вентилятора | 0,76 | 0,80 |
| Потребляемая мощность, кВт | 10-22,5 | 20-75 |
| Рабочее колесо: диаметр, мм частота вращения, об/мин | 595 2950 | 750 2950 |
| Тип электродвигателя | ВРМ160-2 | ВРМ250-2 |
| Масса, кг | 420 | 1600 |
Скребковые и ленточные конвейера являются основным транспортным средством для доставки полезного ископаемого.
Режим работы конвейера характеризуется: продолжительной работой, неравномерностью загрузки, частыми пусками и остановками (для забойных конвейеров), тяжелыми условиями пуска.
На ленточных конвейерах целесообразно применять регулируемый электропривод, так как он обеспечивает:
– экономию электроэнергии,
– увеличения срока службы оборудования (ролики, редуктор, лента и т.д).
Для
ленточного конвейера может быть
использован электропривод
В зависимости от технических характеристик конвейеров, их месторасположения, назначения и условий эксплуатации их приводные блоки оснащены электродвигателями мощностью от 55 до 315 кВт. Технические характеристики некоторых приводных электродвигателей приведены в таблице 6.4. Эти типы двигателей применяются и на других агрегатах.
Таблица 6.4 – Технические характеристики приводных электродвигателей
| Тип двигателя | Номинальная мощность, кВт | Номинальное напряжение, В | Частота вращения, об/мин | К.П.Д% | Масса,кг |
| АИУМ 225 М4-У2,5 | 55 | 660/380 | 1476 | 92,5 | 505 |
| 2ЭДКОФВ 250 М4У2,5 | 55 | 660/380 | 1475 | 91,0 | 500 |
| 2ЭДКОФВ 250 LB4У2,5 | 110 | 1140/660 | 1470 | 92,0 | 784 |
| ВР 250 S4 | 75 | 660/380 | 1482 | 93,0 | 854 |
| ВАО2 280 S4 | 132 | 660/380 | 1475 | 93,9 | 1020 |
| ВАО2 280 М4 | 160 | 660/380 | 1480 | 94,0 | 1070 |
| ВАО2 315 М4 | 250 | 660/380 | 1485 | 94,6 | 1475 |
| ВАО2 315 L4 | 315 | 660/380 | 1480 | 94,7 | 1545 |
| ВАО2 355 М6 | 250 | 660/380 | 1485 | 95,0 | 1900 |
| ВАОК 450 S6 | 250 | 660 | 1000 | 94,3 | 2340 |
| ВАО2-450LA4 | 315 | 6000 | 1500 | 95,0 | 2300 |
| ЭКВФ 315 МА4 | 200 | 1140/660 | 1482 | 93,4 | 1130 |
| АВРФ 280 М4 | 160 | 1140/660 | 1470 | 93,5 | 1077 |
Для перемещения полезных ископаемых на шахтах и рудниках широко используется электровозная откатка.
Тяговые электродвигатели должны обладать высокой перегрузочной способностью из-за необходимости развивать значительную силу тяги в период пуска и движение при преодолении подъемов, малой чувствительностью к резким падениям напряжения сети.
Шахтные электровозы оснащаются электродвигателями постоянного тока с последовательным возбуждением, которые имеют ряд преимуществ по сравнению с двигателями постоянного тока с параллельным возбуждением и электродвигателями переменного тока.
Таблица 6.5 – Технические характеристики тяговых электродвигателей
| Тип двигателя | Номинальная мощность,кВт | Номинальное напряжение,В | Частота вращения, об/мин | К.П.Д% | Масса, кг |
| ДРТ 13М | 13,5 | 145 | 615 | 82,5 | 220 |
| ДРТ 23,5 | 23,5 | 185 | 900 | 83,5 | 280 |
Очистные и проходческие комбайны предназначены для разрушения полезного ископаемого, породы и погрузки горной массы.
Привод исполнительных органов, которых может быть один или два, осуществляется от одного или двух электродвигателей. Это асинхронные короткозамкнутые двигатели серии ЭКВ. Расход воды составляет 20 л/мин. Конструктивно двигатель является основным связующим звеном между отдельными узлами комбайна.
Номинальный режим работы комбайновых двигателей - продолжительный, однако допускается их эксплуатация в кратковременном режиме.
Комбайновые электродвигатели имеют высокую перегрузочную способность и высокие пусковые моменты при сравнительно низких пусковых токах.
Расчетная мощность ленточного конвейера определяется по формуле:
где кр=1,2 – коэфф. резерва мощности; F – тяговое усилие на приводном валу двигателя; Uп = 2,5 м/с – паспортная скорость движения ленты;η = 0,85 – к.п.д. механической передачи.
где fп = 0,03 – приведенный коэфф. трения в подшипниках вала приводных барабанов.
F=66384-5130+0,03 ∙ (66384+5130)=63399 Н,
Выбираем двигатель типа ВАО2 – 315 – М4, мощностью250 кВт.
Как предприятие горнодобывающей промышленности, в результате производственной деятельности нарушает естественную окружающую среду, вызывая ее загрязнение. Основными источниками воздействия на окружающую среду вызывающими загрязнение являются: углеобогатительная фабрика; котельная; механический цех, вентиляционные стволы; вакуум-насосные, технологический комплекс поверхности.
В результате деятельности объектов загрязнения в окружающую среду выбрасывается: сернистый ангидрит, окись углерода; окислы азота, диоксид углерода; возникает технологический ландшафт, представленный породными отвалами, шламоотстойниками, зданиями и сооружениями. С отвалов происходит сдувание пыли ветром, при возгорании интенсивно выделяются газы. При разработке угольных пластов нарушается режим поверхностных и подземных вод. Подземные воды загрязняются твердыми частицами, нефтепродуктами и эмульсией.
Сброс сточных вод в ручьи, также приводит к их загрязнению. Отработанным воздухом из шахты через вентиляционные стволы в атмосферу выносятся частицы угольной и породной пыли, также газы, выделяющиеся из пластов и в результате использования взрывчатых веществ.
Деятельность шахты в значительных масштабах загрязняет водную среду, атмосферу, изменяет поверхностный рельеф земли и геологическое строение недр.
К организованным источникам выбросов относятся:
К неорганизованным источникам относятся породные отвалы, загрязняющие воздушный бассейн породной и угольной пылью. Горящие породные отвалы выбрасывают в атмосферу дополнительно газообразные вещества: сернистый ангидрид, угарный газ, оксид углерода.
Для
уменьшения количества загрязнений
поступающих в атмосферу
Таблица 7.1–Характеристика выбросов вредных веществ в атмосферу (в целом по ш.«Заполярная», т/год) за 2007 г
| Вредное вещество наименование | Количество вредных веществ, отходящих от всех источников выделения (факт) | Выделяется без очистки | Поступает на очистные сооружения | Всего выброшено в атмосферу (факт) т/год | Разрешенный выброс (лимит выброса) | Превышение лимита |
| ВСЕГО | 29864,383 | 29805,441 | 49,744 | 29877,925 | – | – |
| в том числе: твердые | 67,303 | 8,361 | 49,744 | 80,845 | – | – |
| из них: соединения марганца | 0,013 | 0,013 | – | 0,013 | 0,014 | – |
| пыль | 80,212 | 80,239 | 80,239 | 80,239 | 163,220 | – |
| зола | 0,496 | 0,442 | 0,956 | 0,956 | 0,956 | – |
| Сварочный аэрозоль | 0,123 | 0,119 | – | 0,105 | 0,131 | – |
| газообразные и жидкие | 29797,08 | 29797,08 | – | 29797,08 | – | – |
| сернистый ангидрид | 224,677 | 224,677 | – | 224,677 | 410,06 | – |
| окись углерода | 597,736 | 597,736 | – | 597,736 | 774,70 | – |
| окислы азота | 309,876 | 309,876 | – | 309,876 | 402,26 | – |
| метан | 29796,810 | 31025,819 | – | 31025,819 | 46849,600 | – |