Автоматизация горно-шахтного оборудования
Оглавление
TOC \o "1-3" \h \z \u Оглавление. \h 1
Назначение и область применения. \h 4
Техническое обслуживание. \h 5
Дистанционное управление по общему силовому кабелю.. \h 9
Техника безопасности при обслуживании оборудования. \h 12
Использованная литература. \h 15
Введение
Интинское месторождение расположено на территории Республики Коми и Интинского района, в бассейне рек Инта и Черная. Административный центр г. Инта. Месторождение разбито на участки: Интинский (протяженностью 12 км, между рекой Большая Инта и ручьем черный); Чернореченский (протяженностью 16 км, между рекой Черной и ручьем Черным); Северозападное крыло интинской антиклинали.
Интинская синклиналь имеет коробчатое строение на протяжении 60 км характеризуется крутыми крыльями. Максимальная ширина складки по выходам верхнего пласта примерно 9 км, нижнего – 5 км. Наибольшая глубина по пласту 1 примерно 820м, по пл. 11 не более 360м. Осевая зона складки имеет слабоволнитсое залегание пластов.
Угол падения крыльев складки составляет 13-17С на северо-западном крыле и 32-48С на юго-восточном. Ось складки волнистая с углом наклона 2-3С.
Интинская свита содержит 11 основных пластов. Отрабатываются все пласты 600-1000м расстояние между пластами от 6 до 150м, мощность пластов от 0,9 до 2,7м.
Расщепление пластов не наблюдается. Дополнительными геологоразведочными работами в приосевой зоне синклинали на юго-восточном и сение разрывных нарушений с амплитудой от 5,6 до 20-30м.
Шахтное поле относится к категории опасной по газу. Мощность зоны газового выветривания составляет 80-150м. Гипсометрические отметки поверхности метановой зоны колеблются от 40 до 80м, относительная газообильность шахты составляет 8,7 м3/т.
Шахта «Капитальная» расположена на Интинском месторождении в черте г. Инта Республики Коми. Площадь шахтного поля 17,7 кв/км. Границы шахтного поля: на западе ручей Черный, на востоке тектоническое нарушение «Большой сдвиг», на севере – горизонт 165м, на юге – выход пластов 1,7 под насосы.
Размеры шахтного поля по простиранию – 4,8км, по восстанию – 3,7км. Верхнюю свиту пластов представляют пласты с 11 по 7, остальные пласты с 6 по 1 – нижнюю подсвиту. При этом пласт 6 нерабочий. Безугольный интервал между подсвитами составляет 100-150м.
Все шахты Интинского месторождения отнесены ко второй категории по газу. Относительная метанообильность колеблется от 2 до 7 МЗТ суточной добычи. Прирост нарастания метанообильности с углублением выработок рассчитан по природной газообильности угольных пластов, гипсометрические отметки поверхности метановой зоны колеблются в пределах 40-80м. Все шахты относятся к силикозоопасным. Все пробы угольной пыли взрывоопасны. Угли месторождения – 68%, что позволяет достаточно точно производить нарезку полей лав, проводить подготовительные выработки.
Шахта «Капитальная» сдана в эксплуатацию в 1948 году с проектной мощностью 400 тыс. тонн. В дальнейшем проектами вскрытия второго и третьего горизонта насущность последовательна увеличивалась до 600 и 900 тыс тонн в год.
С 1959 года по 1980 год на шахте производилась реконструкция с извлечением проектной мощности до 2100 тыс тонн в год. В 1981 году производительная мощность установлена на уровне проектной.
В настоящее время на шахте ведутся работы по вскрытию и подготовке нижней подсвиты уклонного поля, так как запасы наиболее производительных пластов верхней подсвиты доработаны и работы сосредоточились на пластах 5,4 и 3 мощностью 1.3-2.1 м. Залегание пластов пологоволнистое.
- вскрытие шахты осуществлено тремя стволами: скиповым – для выдачи угля, породы и исходящей струи воздуха, кистевым – для всех вспомогательных грузов и людей и для подачи в шахту свежего воздуха;
- разработка шахтного поля одногоризонтная – бремеберговым и уклонным полями;
- вскрытие пластов уклонного поля принято капитальным наклонным, пересекающим все пласты и участковыми квершлагами;
- механизация очистных забоев принята комплексами типа КМТ;
- длинна очистных забоев – 170м;
- механизация подготовительных забоев – комбайн 4ПП-2ГПК, породных забоев погрузочные машины 1ПНБ2;
- предусматривает полную конвейеризацию транспорта угля от забоя до скипового ствола.
Участок УВТ
Участок подземного водоснабжения и тепловодоснабжения шахты «Капитальная» является самостоятельным структурным подразделением, входит в состав энергомеханической службы шахты.
Подразделение энергомеханической службы является опасными производственными объектами согласно положения №1 «О промышленной безопасности опасных производственных объектов».
Задачи участка
Осуществлять безаварийные и бесперебойные работы, эксплуатацию и ремонт пластовых водоотливов с аппаратурой автоматизации, трубопроводами противопожарной защиты и дренажных трубопроводов с запорной и регулирующей аппаратурой.
Обеспечение правильной эксплуатации технического обслуживания и ремонтов закрепленного за участками оборудования и аппаратуры контроля.
Назначение и область применения.
Пускатель электромагнитный взрывобезопасный ПВИ с искробезопасной системой дистанционного управления с маркировкой по уровню и виду взрывозащиты РВ-ЗИ и (в дальнейшем именуемый «пускатель»), предназначен для работ в трехфазных сетях переменного тока с изолированной нейтралью трансформатора в угольных и сланцевых шахтах, опасных по газу (метану) и угольной пыли, для дистанционного включения непосредственным подключением к сети и отключением трехфазных асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором.
Пускатель предназначен для установки и эксплуатации при следующих условиях:
А) Температура окружающего воздуха от минус 5оС до 35оС.
Б) Относительной влажностью окружающей среды до 98-100% при температуре 35оС.
В) Содержании угольной пыли в окружающей атмосфере до 1200мг/м3.
Г) Отсутствие резких толчков (ударов) и сильной тряски.
Д) Высоте над уровнем моря не более 1000м.
Е) Нормальное рабочее положение пускателя салазками на горизонтальной площадке, допускается наклон площадки до 30о в любом направлении.
Пускатель нормально работает при колебаниях напряжения в электрической сети от 85 до 110% номинального.
Технические данные
Пускатель обеспечивает надежную работу в следующих режимах: продолжительном, прерывисто продолжительном, кратковременном и повторно кратковременном.
В повторно-кратковременном режиме нормальных коммутаций пускатель допускает работу в категориях А3 и А4 с частотой не выше 1200 циклов включений-выключений в час при относительной продолжительности включения не более 40%. При этом максимальная длительная мощность управляемых электродвигателей в категории применения А3 не должна превышать значение.
Коммутационная износостойкость главных контактов контактора составляет не менее 1,0x106 циклов включений-отключений при работе в повторно-кратковременном режиме в категории применения А3 при управлении электродвигателями, мощности которых приведены в
Могут быть применены электродвигатели большей мощности с номинальным током, не превышающим номинальный ток пускателя. При этом в зависимости от режима и мощности электродвигателя электрическая износостойкость главных контактов контактора будет меньше или больше указанной выше.
Механическая износостойкость пускателя составляет не менее 2,5x106 циклов включения-отключения разъединителя не менее 6300 циклов включений-отключений.
Понизительный трансформатор допускает подключение ко вторичной обмотке напряжением 36В нагрузки мощностью до 75ВА (светильника местного освещения, цепей автоматизации и др.).
Пускатели допускают жесткое комплектование между собой с помощью специальных переходных коробок.
Вводные и выводные устройства силовых цепей допускают подсоединением и взрывобезопасной уплотнением как гибкого кабеля, так и бронированного с сухой разделкой или заливкой кабельной массой места разделки. Номинальное сечение жил силовых и контрольных кабелей приведены.
Конструкцией пускателя предусмотрено три кабельных ввода для контрольных цепей. Пускатели поставляются со штепсельным выводом к электродвигателю.
Масса пускателя не более 20 кг.
Токоограничивающее действие силовой цепи пускателя эквивалентно 15м гибкого кабеля сечением 50 мм2.
Техническое обслуживание
К обслуживанию пускателя должен допускаться только хорошо проинструктированный и квалифицированный персонал.
Для обеспечения нормальной работы пускателя необходимо в процессе эксплуатации следить за исправным состоянием и смазкой взаимодействующих и шарнирных соединений, наличием уплотнений.
Все взрывозащитные соединения необходимо содержать в чистоте и предохранять от повреждений, периодически (не реже одного раза в месяц) протирать ветошью смоченной в керосине, и покрывать тонким слоем антикоррозийной смазки ЦИАТИМ-202.
Особое внимание необходимо уделить уходу за шарнирным соединением корпуса и быстрооткрываемой крышкой.
Во время эксплуатации запрещается непосредственно в шахте вскрывать, ремонтировать и регулировать элементы, встроенные в блоки управления и защиты.
При проверке исправности схемы дистанционного управления и цепи втягивающей катушки контактора необходимо:
- переставить на блоке контактора перемычку XI на зажиме;
- нажать на кнопку «Проверка схемы».
При исправной схеме дистанционного управления загорится неоновая лампа Н3.
Работоспособность блокировочного реле утечки (БРУ) проверяется с помощью кнопки «Проверка БРУ». При нажатии на кнопку загорается сигнальная лампа Н1 с белым светофильтром, что указывает на исправность схемы БРУ.
Исправность максимальной токовой защиты проверяется путем поочередного переключения тумблеров на блоке УМЗ в положение «Проверка».
После этого производится запуск электродвигателя. В этом случае максимальная токовая защита должна сработать, заблокировать пускатель и включить сигнальную лампу Н2 с красным светофильтром.
При осмотре контактора следует иметь ввиду, что наличие оплавлений и копоти на поверхности главных контактов явление нормальное. Если толщина металлокерамической накладки уменьшилась до 0,3…0,5 мм, то контакты следует заменить на новые.
Дугогасительные камеры должны быть в исправном состоянии. Запрещается эксплуатировать контактор без дугогасительных камер. В случае обнаружения механических повреждений в дугогасительных камерах (трещины, расколы и т.д.) их необходимо заменить.
Возможные неполадки.
1. Сгорел предохранитель F2 в цепях вторичной обмотки трансформатора напряжения (заменить предохранитель).
2. Отсутствует контакт в кнопке «Пуск» кнопочного поста (проверить кнопку «Пуск» и устранить неисправность.
3. Разомкнуты контакты кнопки «Стоп» в пускателе (проверить цепь кнопки «Стоп» и правильно закрепить её относительно толкателя кнопки).
4. Пробит диод в кнопочном посту управления (заменить блок с диодом и шунтирующим сопротивлением).
5. Нарушения цепи управления (проверить цепь управления:
А. Повреждены провода управления (обрыв, короткое замыкание) (Перейти на исправный провод управления или заменить кабель).
Б. Снижение сопротивления изоляции между жилами дистанционного управления ниже 300 Ом (кабель пережат) (Измерить сопротивление изоляции между жилами, и, в случае необходимости, заменить кабель).
В. Увеличение сопротивления цепи управления свыше 15 Ом. (Измерить сопротивление жил управления, и, в случае необходимости перейти на свободные жилы или заменить кабель).
6. Повреждена втягивающаяся катушка контактора (Проверить исправность цепи втягивающей катушки контактора с помощью кнопки «Проверка схемы», неисправную катушку заменить).
Электрическая схема
Электрическая схема пускателя обеспечивает следующие виды защиты, электрических блокировок, сигнализации и проверок:
- защиту от токов короткого замыкания отходящих от пускателя силовых цепей и сигнализацию о срабатывании защиты (сигнальная лампа с красным светофильтром);
- защиту от потери управляемости при обрыве или замыкании проводов дистанционного управления между собой и с заземляющей жилой;
- защиту от обрыва или увеличения сопротивления цепи заземления свыше 100 Ом на отключение;
- нулевую защиту;
- защиту от самовключения пускателя при повышении напряжения в питающей пускатель электрической сети до 150% номинального;
- электрическую блокировку, препятствующую включение пускателя при снижении сопротивления изоляции в отходящем участке сети ниже 30 кОм для сетей с напряжением свыше 380В и 18 кОм для сетей с напряжением до 380В и сигнализацию о срабатывании блокировки;
- взаимную электрическую блокировку последовательности включения пускателя;
- проверку исправности электрической блокировки от утечки с максимальной токовой защитой;
- проверку исправности системы управления к цепи втягивающей катушки контактора.
Электрическая схема обеспечивает следующие виды управления:
А) Дистанционное при помощи кнопочных постов управление, встроены в рабочие машины или установленных отдельно;
Б) Дистанционное автоматическое от запускающего вспомогательного контакта другого пускателя или датчика.
Электрическая схема исключает возможность одновременной работы пускателя с несколькими видами управления. Цепи дистанционного управления искробезопасны.
Силовая цепь
Пускатель включает в цепь вводного и выводного (транзисторного) устройства (зажим А,В,С), блокировочного разъединителя Q. Первичная обмотка трансформатора така Т1, Т2 максимальная токовая защита JМ3, главные контакты контактора K1,2 штепсельный разъем X2,X5, зажим A3,B2,C3 для присоединения кабеля, отходящего к токоприемнику.
Схема управления
Схема управления пускателем трехпроводная с использованием в качестве третьего провода заземляющей жилы. При дистанционном управлении от отдельного кнопочного поста в двигателе устанавливается перемычка 3-0. В вынесенные посты управления встраивается диод V и шунтирующее сопротивление Rш. Промежуточное реле K4.1. постоянного тока включено параллельно вторичной обмотке Ш-1У трансформатора Т4.
Дистанционное управление по общему силовому кабелю
При нажатии на кнопку «Пуск», установленную на рабочем механизме, один полупериод переменного тока проходит по цепи: вывод III трансформатора T4, размыкающий контакт K5,2, кнопка S3, проводной зажим 1 в отделении контрольных выводов, жила управления силового кабеля, перемычка на проходных зажимах 0-3 в пускателе, проходной зажим, вывод 1У трансформатора Т4. Второй полупериод проходит через обмотку реле К4.1., Реле обтекается выпрямленным током, срабатвает и своим контактом замыкает цепь катушки контактора К1.1.
При отпускании кнопки «Пуск» цепь остается замкнутой через вспомогательный замыкающий контакт контактора К1.6. и резистор Rш. При нажатии на кнопку «Стоп» диод V в кнопочном посту исключается из схемы, реле К4.1. обтекается переменным током 10кОм и отключается, размыкает цепь катушки контактора.
Блокировочное реле утечки (БРУ) предназначено для контроля за сопротивлением изоляции относительно земли отключенного пускателем участка сети и блокировки выключенного пускателя, если сопротивление изоляции этого участка снизилось ниже допустимой величины (18 кОм при напряжении до 380В и 30 кОм при напряжении свыше 380В).
Схема БРУ состоит из выпрямительного моста V6, подключенного по вторичной обмотке УI-УIII трансформатора Т4, перемычек Х6 и Х7, реле К5 и проверочных резисторов R8 и R9.
При снижении сопротивления изоляции ниже уставки БРУ высокочувствительной реле К5 при включенном разъединителе Q обтекается выпрямленным током, достаточным для его срабатывания, по цепи: вывод трансформатора Т4 (УШ при напряжении свыше 380В, УП при напряжении до 380В), перемычка Х6, выпрямительный мост V6, обмотка реле К5.1, размыкающие контакт реле времени К3.3, кнопка S5, вспомогательный размыкающий контакт К1.3. контактора, зажим 28 (фаза С3), сопротивление изоляции относительно земли. Земля выпрямительный мост V6, вывод У1 трансформатора Т4. Реле К5 своим контактом К5.2 разрывает цепь питания промежуточного реле К4 и замыкает цепь сигнальной лампой Н1 с белым светофильтром.
Контроль работы схемы осуществляется замыканием цепи БРУ кнопкой S5 («Проверка БРУ») через резистор R8 при напряжении сети до 380В или R9 при напряжении сети свыше 380В.
Схема реле времени
Схема реле времени состоит из реле K3; электролитического конденсатора C2, резистора R7 и диода V5. Схема предотвращает ложные срабатывания защиты от утечек (БРУ) при повторных включениях от электродвижущей силы отключенного, но вращающегося электродвигателя.
При включении контактора вспомогательный контакт К1.4. контактора включает реле времени К3, она замыкает свой контакт К3,2 в цепи, шунтирующий промежуточное реле К4 и размыкает свой контакт К3.3 в цепи реле К5. При отключении контактора прекращается питание реле времени К3, но его якорь остается в притянутом положении за счет обтекания обмотки реле током разряда конденсатора С2 через резистор R7.
По истечении 2-3 с (время разряда конденсатора), когда электродвижущая сила электродвигателя практически снижается до нуля, размыкающий контакт К3.3 замыкается и включается в работу цепь БРУ, а замыкающий контакт К3.2 разрывает цепь, шунтирующую реле К4.
Схема максимальной токовой защиту УМЗ обеспечивает отключение пускателем отходящей от него электрической сети обеспечивающие нормальную эксплуатацию присоединенных к ней электродвигателей в случае возникновения в любой точке сети трехфазного или двухфазного короткого замыкания.
Схема состоит из одинаковых цепей, включающих трансформаторы тока Т1Т2, проверочные резисторы R4,R6. Тумблеры S6 и S7 переменные резисторы R3 и R5 выпрямительный мост V3 и V4 исполнительное реле K2. Реле К2 воздействует на один исполнительный механизм.
При возникновении короткого замыкания ток вторичной обмотки трансформатора тока Т1,Т2 создает на резисторах напряжение, которое выпрямляется и поступает на исполнительное реле К2. Реле срабатывает, размыкает свой контакт К2.2. в цепи катушки контактора и замыкает контакт К2.3. в цепи сигнальной лампы Н2. Исполнительное реле К2 подключено к схеме как реле напряжения. Ток в обмотке реле изменяется по экспоненциальному закону.
При нормальных коммутациях магнитный ток в магнитопроводе реле К2 не успевает достигнуть порок срабатывания реле, что дает возможность практически отстраивать защиту по практическому пусковому току электродвигателя. Регулировка уставок производится при помощи переменных резисторов R3 и R8.
Блокировка последовательности включения двух или нескольких пускателей может быть осуществлена при любом виде управления. Для этого в цепи управления пускателем, который должен включаться вторым вводится вспомогательный контакт контактора. Включенный последовательно с кнопкой «Стоп» пускателя, который включается первым.
Техника безопасности при обслуживании оборудования.
Пускатель должен монтироваться и эксплуатироваться в соответствии с «Правилами технической эксплуатации угольных и сланцевых шахт» и эксплуатационной документацией на пускатель. Надзор и контроль за состоянием изделия должны выполняться в соответствии с порядком, предусмотренным «Правилами безопасности угольных и сланцевых шахт».
При подключении к зажимам 10, И внешних потребителей /светильника местного освещения, аппаратов контроля, автоматизации и т. п./ напряжением 36 В суммарная мощность их не должна превышать 75 В А. Подключение должно осуществляться посредством целого отрезка кабеля длиной не более 10 м и без применения тройниковых муфт и кабельных коробок. Длина кабеля дистанционного управления должна быть не более 800 м.
При управлении по общему кабелю применять только экранированный кабель.
На съёмных крышках имеются предупредительные надписи: «Открывать, отключив от сети», «Открывать, отключив разъединитель». Конструкцией пускателя предусмотрена установка пломбы или замка на приводе замка быстро открываемой крышки в её закрытом положении, а также установка пломбы или замка на рукоятку привода разъединителя в отключенном положении.
Перед началом производства работ со снятием напряжения следует:
- произвести необходимые отключение и принять меры, препятствующие подаче напряжения к месту работы вследствие ошибочного или самопроизвольного включения коммутационных аппаратов;
- вывести плакаты «Не включать - работают люди» на приводах коммутационных аппаратов, с помощью которых может быть подано напряжение к месту работы, установить при необходимости ограждения;
- проверить указателем напряжения отсутствие напряжения на токоведущих частях;
- заземлить с помощью переносных заземлений отключённые и незаземлённые стационарными устройствами токоведущие части, соединённые с кабелями напряжением выше 1140, если работы будут производиться на этих частях или не посредственно на кабелях или если токоведущие части находятся на доступном прикосновению расстоянии. Если работа будет производиться на кабельной линии кольцевой схемы питания, то линия должна быть заземлена с двух сторон.
Снятие напряжения должно производиться таким образом, чтобы выделенные для проведения работ части электроустановки или электрооборудование со всех сторон были отделены от токов ведущих частей, находящихся под напряжением. При этом с каждой стороны должен быть обеспечен разрыв цепи, образованный отключением разъединителя или выкатыванием выдвижной части комплектного распределительного устройства, полным разъединением электрического соединителя, снятием шин (проводов), отсоединением извлечением концевой разделки кабеля из вводного устройства. В электроустановках напряжением до 1140 В. разрыв цепи может быть образован отключением автоматического выключателя с ручным приводом.
Для предотвращения ошибочного включения коммутационных аппаратов, которыми снято напряжение, необходимо приводы этих аппаратов заблокировать в положении «Отключено» и запереть замками или равноценными приспособлениями, если это позволяет их конструкция. Ключи от замков должны находиться у производителя работ. Допускается устанавливать замок на дверях подстанции или камеры, в которой расположены все выключенные аппараты. Замки могут не устанавливаться при расположении аппарата в пределах видимости с рабочего места либо при наличии постоянного или назначенного на время производства работ дежурного.
Проверка отсутствия напряжения должна производиться указателем в электроустановках напряжением до 660 В. В между всеми фазами и между каждой фазой и землёй, а в электроустановках напряжение 1140 В и выше - каждой фазы по отношению к земле. Проверка должна производиться в диэлектрических перчатках.
Для заземления токоведущих частей должны использоваться переносные заземления с зажимами, приспособленными к конструкциям контактных зажимов рудничного электрооборудования.
Допускается применять переносные заземление, в том что отдельные для каждой фазы. Наложение переносного заземления может производиться при помощи штанги с размерами изолирующей части, удовлетворяющими требованиям к указателям напряжения до 10 кВ.
Участок контактного провода, на котором ведутся работы должен быть отключён и заземлён на рельсы с обеих сторон, а на отключённых секционных разъединителях должны быть вывешены плакаты «Не включать - работают на линии».
Контактный провод обязательно следует отключать перед началом горных и монтажных работ в выработке погрузки и разгрузки длинномерных материалов, а также при необходимости замены или восстановления оборванного контактного провода, замены подвесок, ремонта сети освещения и замены ламп, подвешивания сигнальных датчиков и проводов, измерения сопротивления изоляции участка контактного провода и участкового изолятора, измерения износа контактного провода, прокладки кабелей, замены рельсов.
Включение и отключение секционных разъединителей в контактной сети следует производить, пользуясь диэлектрическими перчатками.
Работы по ревизии и ремонту контактных электровозов должны производиться при опущенном и зафиксированном токоприёмнике, а также выключенном и заблокированном автоматическом выключателе. Работы по замене элементов токоприёмника на линии следует выполнить в диэлектрических перчатках.
Использованная литература
- Л.П. Поспелов, П.М. Ашебъев «Автоматизация производства на угольных шахтах».
- Л.П. Поспелов «Основы автоматизации производства».
- «Техническое описание и инструкция по эксплуатации пускателя ПВИ-125»
- П.Л. Светличный «Выбор и эксплуатация электрооборудования участка угольной шахты».
- А.А. Кораблев, И.А. Цетнарский «Справочник подземного электрослесаря».