Проектирование электроснабжения комбината по добыче медной, медно-цинковой и серной руды

Введение

Горнодобывающая промышленность является одной из основных отраслей промышленности в развитии экономики России. Потребности в угле, рудах черных и цветных металлов, строительных породах огромны и они могут быть удовлетворены только при все возрастающем объеме их добычи.

В горной промышленности предусмотрены и осуществляются мероприятия по ускорению научно-технического прогресса, более полному использованию производственного потенциала горнодобывающих отраслей промышленности, техническому перевооружению горного производства, созданию, выпуску и внедрению новой техники, материалов, прогрессивной технологии, машин и оборудования, позволяющих улучшить условия труда, повысить его производительность, полнее извлекать и рациональнее использовать минеральные ресурсы.

Гайское медноколчеданное месторождение расположено в восточной части Оренбургской области на территории Гайского района. Областной центр город Оренбург находится в 300 км западнее г. Гай. В 35-50 км на юго-восток от месторождения расположены крупные промышленные города Орск и Новотроицк. Город Гай связан железной дорогой со станцией Круторожино Южно-Уральской железной дороги и автомобильными асфальтированными дорогами с городами Орск, Новотроицк, Медногорск и с поселком Ириклинский, а также Башкортостаном. Месторождение залегает в степной части Южного Урала, рассеченной широкими долинами, оврагами и приурочено к водоразделу правобережных притоков реки Урал, Елшанки и Колпачки. Река Урал протекает в 18 км к востоку от месторождения.

Открытие мощных подсечений медных руд, послужило основанием для проектирования в районе Гая большого объема геологоразведочных работ, в результате выполнения которого было открыто такого типа одно из крупнейших в мире Гайское медно-колчеданное месторождение.

Гайское месторождение по праву называют “жемчужиной” Восточного Оренбуржья. Здесь сосредоточены 76 процентов запасов меди Оренбуржья. Гайская руда кроме меди, содержит в своем составе в промышленных концентрациях цинк, свинец, серу, золото, серебро, а также редкие и рассеянные элементы: кадмий, селен, теллур, галлий, висмут.

В 1999 году Гайский горно-обогатительный комбинат вошел в состав Уральской горно-металлургической компании и является основной сырьевой базой холдинга. Комбинат добывает медную, медно-цинковую и серную руды, основная часть которых перерабатывается на собственной обогатительной фабрике. Полученные медный, цинковый концентраты и часть руды отправляются на перерабатывающие заводы страны, идет частичная поставка их на экспорт. Из попутно добываемого диабаза производится щебень для дорожного строительства. Успешному освоению месторождения способствовало тесное содружество коллектива комбината с ведущими институтами страны.

Руководство ОАО «Гайский ГОК» обеспечивает реализацию курса на увеличение объемов производства и повышение качества продукции. В связи с этим на предприятии активно внедрялись и внедряются передовые научные технологии. Это касается как добычи руды, так и ее переработки. Впервые в горной практике, именно на Гайском ГОКе был создан и применен комбинированный способ разработки месторождения, когда выемка руды ведется одновременно открытым и подземным способами в одной вертикальной плоскости. В 2001 году комбинат приступил к внедрению циклично-поточной технологии добычи руды, пока единственной в России. Это «скоростная схема»: очистной забой – погрузодоставочная машина – конвейер – скиповой подъем. Циклично-поточная технология сокращает затраты на транспортировку руды на 14%, и дальнейшее ее развитие позволит сэкономить, по сравнению с проектным вариантом, более 50 млн рублей.

1. Выбор горных машин

Проектируемый объект находится на аккумулирующем горизонте 685 метра, который входит в состав подземного рудника. Шахта не категорийна по пыли и газу, поэтому исполнение электрооборудования специальное типа РН – рудничное нормальное. IP – 44, IP – 54.

Оборудование участка

Принятое к установке электрооборудование не имеет мощных электродвигателей запускаемых одновременно, и вызывающих просадку напряжения в недопустимом диапазоне по ГОСТ , поэтому автоматическая блокировка очередности пуска электродвигателей на участке отсутствует.

Способ отработки полезного ископаемого принят этажно – камерной системой применением буровзрывных работ. В процессе горных работ изменяется состояние горных пород, связанное в основном с их разрушением , происходящим в различной форме, степени и объёме.

Мягкие связные, песчаные, полускальные хрупкие и очень хрупкие породы разрушают механическим рыхлением ; скальные и полускальные породы – в основном взрывным способом.

Одной из первых классификаций пород и руд считается классификация М.М.Протодьяконова, в основу которой положено определение относительного коэффициента крепости f, по пределу прочности σ. f = σ/9,8×106 , где 9,8×106 Па – значение предела прочности на сжатие.

Отрабатываемые породы на проектируемом участке по шкале М.М.Протодьяконова имеют крепость от 10 до 16 единиц..

Крепость горных пород – это относительная сопротивляемость породы внешним усилиям (при бурении, взрывании, резании), которая обусловлена комбинацией элементарных сопротивлений растяжению, сжатию, сдвигу, которая также разнообразна, как разнообразен способ воздействия усилий

Фрагмент таблицы М.М.Протодьяконова относящейся к Гайскому месторождению :

Крутизна залегания пластов полезных ископаемых – пологопадающая, поэтому магистральные питающие кабели для питания элекроприёмников можно применять с обычной пропиткой. Для вертикальных участков используем кабельные вставки с не стекающей мастикой.

В соответствии с классификацией по ПУЭ, по бесперебойности электроснабжения потребителей участка, категорийность электроприемников – 2 .

На плане горной выработки выполняем расстановку машин и механизмов с учетом условий эксплуатации и выполняемых рабочих операций.

Питание потребителей участка в соответствии с требованиями ЕПБ осуществляем по трёхпроводной схеме с изолированной нейтралью. Электроэнергия - трёхфазный переменный ток , с использованием ступени напряжения Uном = 6кВ, для подвода питания к УПП; и питания электропривода горных машин по Uном = 0,4кВ; питание осветительной сети с Uном = 127В.

Цепи связи – телефонная абонентская связь. Используют Uном = 40В, с использованием аппаратуры фирмы Samsung. Цепи световой сигнализации для электровозной откатки, указательные табло защиты по Uном = 127В.

Цветовое решение световой сигнализации рудоспуска – красный цвет.

При выбранном способе отработки полезного ископаемого с учетом протяженности принимаем типовую схему радиально-ступенчатую. Распределение электроэнергии на участке осуществляется через автоматические фидерные выключатели типа АФВ и магнитные пускатели.

Участки проектированного объекта освещаются с помощью светильников, закрепленных на кровле, в местах, где стационарное освещение отсутствует (тупики); для освещения скреперных дорожек используется прожекторное освещение.

Источником питания сети освещения принят аппарат осветительный шахтный АОШ-4.

Так как скорость ведения работ не велика, то применяем УПП (участковая понизительная подстанция), устанавливая в отдельной камере, в которой располагаем и распределительный пункт низкого напряжения РПП – НН.

Питание силового трансформатора по высокой стороне Uном = 6кВ, осуществляется от ЦПП горизонта, по высоковольтному магистральному кабелю.

Место установки УПП, РПП-НН выбираем в центре нагрузок участка, с максимальным приближением к потребителям. Это необходимо для обеспечения номинальной ступени напряжения, для нормальной работы электродвигателей.

Камера УПП устраивается таким образом, чтобы не мешать нормальной работе транспорта и передвижению людей.

Требования к камере где установлен трансформатор:

Трансформатор может быть установлен в подстанции на рельсах, но маневровых (чтобы не мешать движению), в камере заезде (выбивается ниша).

Если трансформатор установлен в центральной подстанции - пол бетонируется, боковые стенки – бетонные. Пол должен быть выше на 0,5метра головок рельс в околоствольном дворе, или от почвы.

Токоведущие части от пола выше на 1метр. В камере не должно быть капежа, д/б побелено, расстояние до стен ≥ 0,5метра, между аппаратами 0,8метра.

Если подстанция > 10метров д/б два выхода. Проветривание камеры диффузией – до 10метров, более 10метров искусственной вентиляцией, исходящая струя должна выходить отдельно, в восходящую струю шахты./ ЕПБ параграф 123/

2. Расчёт освещения

Для моего проектируемого участка необходимо выполнить расчёт осветительной сети для: 1) горизонтальной выработки, 2) камеры УПП, 3) рудоспуска.

Расчет заключается в выборе типа светильников в соответствии с требованиями ЕПБ и категорийности шахты, т.к. шахта не категорийна ни по пыли, ни по газу, то к установке принимаем светильники тип РП-100М, технические данные которых: U = 127В, Р = 100Вт, световой КПД = 0,6, cosφ = 1, световой поток Fл = 1380 лм, масса 5кг. /М.У.приложение 2/

В качестве источников питания используем аппараты осветительные шахтные АОШ – 4, Sном т-ра = 4 кВА.

Подземные горные выработки не имеют естественного освещения, проектируемый объект находится на горизонте 685метра, поэтому для повышения производительности труда горнорабочих и обеспечения безопасного проведения работ, необходимо установить на проектируемом участке сеть освещения.

Количество светильников определяем исходя из обеспечения минимальной освещенности в соответствии с санитарными нормами. Для камеры УПП нормируемая освещенность Еmin = 15лк. Для комплекса рудоспуска Еmin = 10лк.

В соответствии с указаниями ЕПБ в горизонтальных выработках требуется минимальная освещенность Еmin = 2лк, которая может быть достигнута установкой светильников с шагом 8метров (lш = 8м)

Для определения количества светильников на горизонтальном участке, определим длину горизонтальной выработки по своему заданию, учитывая масштаб. Кроме этого необходимо учесть, что стационарное освещение выполняется не доходя 20метров до тупиков.

Общая протяженность моей выработки - 90метров, за вычетом двух тупиков по 20метров до каждого тупика, остается 50метров для установки стационарного освещения.

Определяем количество светильников :

Nсв = Lвыр/lш, шт

где: Lвыр – длина выработки, м

Nсв = 50/8 = 6 штук

Потребляемая лампами мощность в горизонтальной выработке :

Ргор = Рл×Nсв, Вт

Рл = 100Вт ; Ргор = 100 × 6 = 600 Вт.

Расчет освещения для камеры УПП.

Для определения количества светильников, расчет электрического освещения выполняют по методу коэффициента использования светового потока. При этом учитывают нормы освещенности для конкретной выработки.

Метод применяется при расчете общего освещения горизонтально расположенных рабочих поверхностей. Коэффициент использования светового потока зависит от коэффициента отражения стен Sст, коэффициента отражения потолка Sпот, от КПД светильника

Определим индекс камеры УПП. Предварительно измерим по плану участка геометрические размеры камеры, учитывая при этом, что высота типовой выработки Н = 4метра, длина по плану а = 15метров, ширина b = 10.

Индекс помещения определим по формуле :

i =

где a и b – длина и ширина помещения (м);

h – высота подвеса светильников, (м);

h = (Н – 0.8), м

где Н – высота помещения, (м)

h = (4 – 0.8) = 3.2м

i = =1.87

По графику зависимости коэффициент использования светового потока от индекса помещения /М.У.приложение 1/ , определяем Кисп, при этом учитывая, что светильники с лампами накаливания , а потолки и стены светлые Кисп = 0,35

Учитывая Еmin = 15лк, найденного значения Кисп = 0,35, согласно требований ЕПБ и СН определяем суммарный световой поток всех светильников :

F∑ = Emin ×S × Kз × Z / k исп , лм

где S – площадь освещаемой поверхности (камеры УПП),м2

Z = 1.4 – коэффициент неравномерности освещения;

К.з = 1,5 – коэффициент запаса, принимаемый в соответствии с рекомендациями ПТЭ

S = a × b = 10 × 15 = 150м2

F∑ = 15 × 150 × 1,5 × 1,4 / 0,35 = 13 500 лм

По найденному суммарному световому потоку F∑ и световому потоку одного светильника Fсв, принятого к установке, определим необходимое количество светильников.

Nсв = F∑ / Fсв

где Fсв = Fл × КПДсв = 1380 × 0,6 = 828лм

Nсв = 13 500 / 828 = 16шт

Принимаем к установке 16 светильников.

Выполняем расстановку светильников на кровле камеры, что указываем на эскизе:

План – эскиз расстановки светильников в камере УПП

Страницы: 1, 2, 3