2.4 Расчет объемов работ участка.

Расчет объемов работ участка зависят от производительности применяемого оборудования, от технических характеристик горнотранспортного оборудования.

Произведем расчет объёмов работ экскаватора ЭКГ-5а

Определяем сменную производительность экскаватора Q_см, м³/час по формуле

(3)

где К_ис – коэффициент использования рабочего времени экскаватора;

Кн – коэффициент наполнения;

Кр – коэффициент разрыхления;

t_ц – теоретическая продолжительность цикла, мин;

Т – продолжительность смены, ч;

Е – геометрическая ёмкость ковша м³.

Определяем суточную производительность экскаватора Q_сут, м3/см по формуле

(4)

где: n – число смен в сутки.

Определяем месячную производительность экскаватора Q_мес, м³/мес. по формуле

(5)

Определяем производительность экскаваторов на участке за месяц. Q_мес, м³/мес. по формуле

(6)

где: N_экс – количество экскаваторов.

2.5 Расчет численности трудящихся

Для организации работ на участке «Горный» имеется штат руководителей, специалистов и рабочих. В штат руководителей входит

Начальник участка-1 один человек

Заместитель начальника участка-1 человек

Механик-2 человека

Горный мастер-4 человека.

Общая численность руководящего состава-8 человек.

Численность рабочих определяется списочным и явочным составом.

Определяем явочный состав машиниста эксковатора ЭКГ 5А, П_яв. по формуле

П_яв=N*Np*n (28)

где: N –число рабочих в смену;

Nр – число обслуживающих одно рабочие место;

n – число смен в сутки.

П_яв=2*1*2=6

Определяем списочный состав П_сп. по формуле

П_сп=П_яв*К_сп, (29)

где: Ксп – коэффициент списочного состава(для основных профессий 1.9, для вспомогательных профессий 1,3).

П_сп=6*1,9=11,4

Остальные расчеты численности трудящихся сводим в таблицу

3 Специальная часть

3.1 Расчет освещения

Расчет освящения проводится для обеспечения требований техники безопасности. Нормы освещенности приводятся в ЕПБ при ведении открытых горных работ. ЕПБ требуют, чтобы пути хождения и конвейерные линии были освещены. При этом минимальная освещенность путей хождения должна составлять Е_min=1 лк, конвейерных линий на уровне движения ленты Е_min=5 лк.

Определяем освещенность для путей хождения.

Рисунок 1 - Схема к расчету освещения

Принимаем светильники СПОР-250 с лампами ДРЛ-250. Определяем коэффициент С, равный отношению светового потока Фл принятой лампы к световому потоку условной лампы.

Определяем угол наклона лучей светильника к точке А-наиболее удаленной от светильника (наименьшая освещенность) по формуле

(1)

где а-расстояние от оси установки светильника до края дорожки, м.

h-высота установки светильника, м.

l- расстояние между светильниками, м.

(лк)

По таблице косинусов находим угол а, а=55º

По светотехнической характеристике светильника (кривые распределения силы света) определяем силу света I, соответствующую углу а, I=61

Определяем горизонтальную освещенность Е_г, лк. По формуле

(2)

где K_з-коэффициент запаса, учитывающий старение ламп, загрязнение светильника и т.п.

Таблица 3. Расчет освещения

Параметры установки светильника						Сила света	Горизонтальная освещенность
h	a	l	Cos	Угол	I		Ег
5	4	13	0.57	55	61		5,4

Р исунок 2 – Кривые распределения света

(лк)

Расчетное значение должно быть в пределах 10% от заданного значения в ЕПБ

Е_г ≈ Е_min

5.4≈5

Определяем необходимое количество светильников по всей длине хождения n, штук по формуле

(3)

где L_х-длинна путей хождения

L-расстояние между светильниками.

.

Определяем освещенность для конвейерных лент.

Для освещения конвейерных лент принимаем лампы типа ДРЛ 250.

Определяем коэффициент С, равный отношению светового потока Фл принятой лампы к световому потоку условной лампы.

Определяем угол наклона лучей светильника к точке А-наиболее удаленной от светильника (наименьшая освещенность) по формуле

(4)

где а-расстояние от оси установки светильника до края конвейерного става, м.

h-высота установки светильника, м.

l- расстояние между светильниками, м.

(лк)

По таблице косинусов находим угол а, а=68º

По светотехнической характеристике светильника (кривые распределения силы света) определяем силу света I, соответствующую углу а, I=35

Определяем горизонтальную освещенность Е_г, лк. По формуле

(5)

где K_з-коэффициент запаса, учитывающий старение ламп, загрязнение светильника и т.п.

Таблица 4. Расчет освещения

Параметры установки светильника						Сила света	Горизонтальная освещенность
h	a	l	Cos	Угол	I		Ег
5	5	22	0.38	68	35		0,92

(лк)

Расчетное значение должно быть в пределах 10% от заданного значения в ЕПБ:

Е_г ≈ Е_min

0,92≈1

Определяем необходимое количество светильников по всей длине конвейерной ленты n, штук по формуле

(6)

где L_х-длинна конвейерной ленты

L-расстояние между светильниками.

3.2 Определения мощностей

Расчетные электрические нагрузки при проектировании электроснабжения определяются в целях выбора и проверки проводников (шин, кабелей, проводов), коммуникационных аппаратов и трансформаторов по нагреву, экономической плотности тока, расчета потерь и отклонения напряжения, выбора защитных устройств и компенсирующих установок.

От правильного определения электрических нагрузок зависят технические и экономические показатели проектируемой системы электроснабжения: капитальные вложения, эксплуатационные расходы, расход цветного металла и потери электроэнергии.

Электрические нагрузки характеризуются мощностью (активной и реактивной) и силой тока, потребляемыми отдельными электроприемниками, группами электроприемников участка или всеми электроприемниками участка.

Приведем расчет нагрузок на примере расчета конвейера.

Определяем активную расчетную мощность, Р_р, кВт,по формуле

(7)

где Р_п – паспортная мощность, кВт

К_с – коэффициент спроса.

(кВт)

Определяем расчетную реактивную мощность, Q_р, кВА, по формуле

(8)

где cos j - коэффициент активной мощности.

(кВар)

Определяем расчетный ток, I_р, А, по формуле

(9)

где U – напряжение питания, кВ

(А)

Остальные расчеты сводим в таблицу.

Таблица 3. Расчет нагрузок

Обозначение	Наименование	Паспортная активная мощность, кВт	Паспортная полная мощность, кВА	Коэффициент мощности cosφ	Коэффициент спроса к	Расчётная активная мошность, кВт	Расчётная реактивная мощность, кВАр	Расчётный ток, А
	Потребители 6 кВ
Л1	Сетевой двигатель	630		0,9	0,7	441	-213,586	47,20617
Л2	ТСН		160	0,8	0,8	102,4	57,38648	11,30866
Л3	Итого					543,4	-156,2	54,47054
	по подстанции 6/0,4 кВ
Л4	Конвейер	75		0,7	0,75	56,25	57,38648	116,123
Л5	Буровой станок СВБК-200
Л6	Вращатель	60		0,7	0,4	24	24,4849	49,54583
Л7	Ход	2*22					0
Л8	Маслостанция	1,5		0,8	0,5	0,75	0,5625	1,354769
Л9	Компрессор	200		0,7	0,5	100	102,0204	206,441
Л10	Итого по станку					124,75	127,0678	257,3416
Л11	Освещение от 1 внутреннего тр-ра ОСМ-2,5 кВА	2,5		0,9	1	2,5	1,210805	4,01413
Л12	Освещение от 2 внутреннего тр-ра ОСМ-2,5 кВА	2,5		0,9	1	2,5	1,210805	4,01413
Л13	Освещение до тр-ра	3		0,9	1	3	1,452966	4,816956
Л14	Освещение после тр-ра АП-4 кВА 6 ламп	1,5		0,9	1	3	1,452966	8,377314
Л15	Освещение после тр-ра АП-4 кВА 6 ламп	1,5		0,9	1	3	1,452966	8,377314
Л16	Итого по подстанции О,4 кВ					184	185,9072	394,6871
Л17	Итого по подстанции 6 кВ							26,31247

Полная расчётная мощность по подстанции S=261,56 кВА, поэтому принимаем ПСКТПА 400/6.

Таблица 4. Характеристика трансформатора

Номинальная мощность, кВ А	400
Частота, Гц	50
Номинальное напряжение первичное, В	6000
Номинальное напряжение вторичное, В	400
Схема и группа соединения обмоток	У/Д-11
Напряжение короткого замыкания, %	3,5
Ток холостого хода, %	1,5
Потери холостого хода, Вт	1640

3.3 и 3.4 Расчет воздушных и кабельных линий

Для воздушных линий на карьере должны приниматься провода сечением не менее 35 мм2, как правило, алюминиевые, то есть А35 и больше по сечению. Расстояние между опорами должно быть не более 50 метров. Электрический расчет линий сводится к определению сечений линий по допустимому нагреву от расчетных токов, расчет потерь напряжения в линии при нормальной нагрузке и при пусковых токах наиболее мощных приемников. Сечение провода определяют по таблицам ПУЭ.

Приведем пример расчета воздушной линии ВЛ-1.

Определяем реактивное сопротивление линии Xо, Ом по формуле

(10)

где L – длина линии, км.

Определяем активное сопротивление линии Rо, Ом по формуле

(11)

где S – сечение провода, мм2 .

Определяем падение напряжения в линии ∆U1, В по формуле

(12)

Определяем падение напряжения в линии ∆U2, % по формуле

(13)

Расчеты сводим в таблицу.

Таблица 5. Расчет ЛЭП и кабелей

Наименоваие	Ток, А	Длина,м	Марка	Длит. доп. ток,А	Активное сопротивление,Ом	Реактивное сопротивление, Ом	Потери напряжения,В	Потери напряжения, %	Потери мощности,Вт
ВЛ1	54,47	800	A35	170	0,65	0,32	50,81	0,85	1937,66
ВЛ2	26,31	700	A35	170	0,57	0,28	26,20	0,44	395,63
КЛ1	54,47	180	КГЭ 3×16+1×10+1×6	90	0,21	0,01	18,85	0,31	629,80
КЛ2	116,12	270	АВВГ 3×70+1×50	130	0,11	0,02	17,82	4,69	1486,05
КЛ3	116,12	20	КГ 3×35+1×10	130	0,01	0,00	1,69	0,44	145,39
КЛ4	4,82	350	АВВГ 3*6+1*4	19	1,67	0,02	21,87	9,94	38,67
КЛ5	8,38	130	АВВГ 3*6+1*4	19	0,62	0,01	8,12	3,69	43,44
КЛ5	8,38	130	АВВГ 3*6+1*4	19	0,62	0,01	8,12	3,69	43,44
КЛ7	257,34	100	2 КГ 3×35+1×10	130	0,03	0,01	10,31	2,71	1785,03
КЛ8	4,01	220	АВВГ 4*2,5	19	2,51	0,01	10,11	4,60	40,51
КЛ9	4,01	220	АВВГ 4*2,5	19	2,51	0,01	10,11	4,60	40,51
Потери в линиях в Ваттах										6545,62
Потери в линиях в %										2,62

Потери в линиях по правилам не должны превышать 5%. В нашем случаи потери составляют 2,62%, следовательно выбранные линии проходят по потерям.

Проверяем высоковольтные кабели на термическую стойкость.

Минимальное сечение медной жилы кабеля S, мм² по формуле

(14)

где а – коэффициент для меди, (а=7);

tср – время срабатывания защиты (tср=0,2 с).

Если значение сечений будет больше полученных ранее, то следует увеличить сечение кабеля до стандартного большего ближайшего сечения.

Сечение экскаваторного кабеля, которого мы приняли 16 мм², по расчету кабеля на термическую стойкость мы получили 8,9 мм². Расчетное сечение меньше выбранного, следовательно кабель выбран верно.