Đồ án thiết kế bơm 4 cấp dùng trong mỏ Thống Nhất

Đồ án nêu đầy đủ các bước thiết kế bơm đa cấp dùng trong mỏ Thống Nhất(cụ thể là bơm 4 cấp).Dựa trên đồ án giúp mọi người có thể thiết kế được số lượng bơm loại bơm đa cấp phù hợp với lưu lượng của mỏ yêu cầu.Để đảm bảo khả năng hoạt động của mỏ

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 5

CHƯƠNG I :KHÁI QUÁT CHUNG VỀ CÔNG TY THAN THỐNG NHẤT 6

1.1.Điều kiện tự nhiên 6

1.1.1 Vị trí địa lý 6

1.1.2 Ranh giới tọa độ 6

1.1.3.Điều kiện tự nhiên-kinh tế- xã hội .6

1.2 Sự hình thành và phát triển của công ty than Thống Nhất – TKV 9

1.3 Công tác tổ chức quản lý của công ty than Thống Nhất-TKV 10

1.4 Công tác khai thác mỏ 12

1.5.Hệ thống cung cấp điện cao áp của Công ty than Thống Nhất – TKV 14 A Khu Lộ Trí 14

B Khu Yên Ngựa 18

CHƯƠNG II :TÍNH TOÁN KIỂM TRA LỰA CHỌN HỆ THỐNG THIẾT BỊ THOÁT NƯỚC CHÍNH MỨC -140,CÔNG TY THAN THỐNG NHẤT 25

2.1 Sơ đồ hệ thống thiết bị thoát nước chính mức -140 mỏ than Thống Nhất 25

2.2 Tính lưu lượng yêu cầu của trạm bơm 25

2.3 Tính sơ bộ cột áp của máy bơm thoát nước 26

2.4 Chọn loại bơm và số lượng máy bơm 28

2.5 Lập sơ đồ thủy lực trạm bơm thoát nước mỏ 29

2.6 Tính toán lựa chọn mạng đường ống 31

2.6.1 Tính chọn đường ống đẩy 31

2.6.2 Tính chọn đường ống hút 32

2.6.3 Kiểm tra độ bền của ống 34

2.7.Tính toán đường đặc tính mạng dẫn và xác định điểm làm việc của bơm 34

2.7.1 Tính tổn thất trên đường ống hút 34

2.7.2 Tính toán chiều cao đặt bơm 35

2.7.3 Tính tổn thất trên đường ống đẩy 37

2.6.5 Xác định hiệu xuất của máy bơm 41

2.6.6 Điểm làm việc của máy bơm 42

2.6.7 Kiểm tra tính ổn định của máy bơm khi làm việc 42

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÓ BẢN MÁY BƠM FD 450-60X4 44

3.1 Tính toán các thông số cơ bản của bơm 44

3.1.1 Công suất yêu cầu trên trục bơm 44

3.1.2 Công suất động cơ 45

3.1.3 Số vòng quay đặc trưng 45

3.2 Tính toán các thông số ở cửa vào của bánh công tác 45

3.2.1 Vẽ sơ đồ kết cấu bánh công tác 45

3.2.2 Xác định đường kính đầu ra của trục bơm (đường kính trục bơm , nơi lắp khớp nối) 46

3.2.3 Xác định đường kính trục nơi lắp BTC 46

3.2.4 Đường kính moay ơ của bánh công tác 46

3.2.5 Xác định đường kính Ds 46

3.2.6 Xác định đường kính D1 47

3.2.7 Xác định chiều rộng mép vào b1 : 47

3.2.8 Xác định giá trị góc vào của cánh 1 48

3.2.9 Chiều dầy cánh dẫn S 49

3.3 Tính toán các thông số ở cửa ra của bánh công tác 50

3.3.1 Góc ra của bánh dẫn 2: 50

3.3.2 Tính tốc độ vòng ở mép ra của cánh u2 50

3.3.3 Tính đường kính tại cửa ra của bánh công tác D2 50

3.3.4 Tính chiều rộng BCT ở cửa ra b2 50

3.3.5 Xác định giá trị tốc độ tương đối 51

3.3.6 Xây dựng các tam giác vận tốc cửa vào và ra 51

3.3.7 Xác định số cánh dẫn Z 52

3.3.8 Xác định chiều dầy đĩa bánh công tác 52

3.4 Kiểm tra kết quả tính toán 52

3.4.1 Kiểm nghiệm các hệ số thu hẹp 52

3.4.2 Kiểm nghiệm tỷ số b2/D2 53

3.4.3 Kiểm tra tỷ số D2/D1 53

3.4.4 Kiểm nghiệm tỷ số w1/w2 53

3.5 Xây dựng biên dạng cánh 54

3.5.1 Xây dựng biên dạng cánh dẫn trên mặt kinh tuyến (mặt đứng) khi cánh có dạng mặt trụ 54

3.5.2 Xây dựng biên dạng cánh dẫn trên mặt vĩ tuyến 56

3.6 Tính toán và xây dựng các bộ phân dẫn hướng 58

3.6.1 Bộ phận dẫn hướng vào 58

3.6.2 Bộ phận dẫn hướng ra 62

3.7 Bộ phận dẫn hướng trung gian kiểu cánh dẫn 62

3.8 Bộ phận lót kín 64

3.8.1 Lót kín bánh công tác 64

3.8.2 Lót kín trục bơm 67

3.9 Lực tác dụng trong bơm và tính toán trục bơm 68

3.9.1 Lực hướng trục do sự chênh lệch áp phía trước và phía sau bánh công tác 68

3.9.2 Lực tác dụng bên trong của bánh công tác tại vùng cửa hút 69

3.9.3 Lực phụ hướng trục 69

3.9.4 Tính toán thiết kế bộ phận cân bằng lực hướng trục (đĩa giảm tải,ổ chặn thủy lực) 70

3.9.5 Lực hướng kính FR 75

3.10 Tính toán trục máy bơm 76

3.10.1 Các lực tác dụng lên trục bơm 76

3.10.2 Tính phản lực và vẽ biểu đồ nội lực 79

3.10.3 Tính sơ bộ trục 80

3.10.4 Tính chính xác trục 81

3.10.5 Tính dao động trục (hay tính độ cứng của trục) 83

3.11 Tính chọn then và kiểm nghiệm bền then 84

3.11.1 Tính chọn then 84

3.11.2 Kiểm nghiệm bền then 85

3.12 Tính chọn ổ lăn 85

3.12.1 Chọn loai ổ : 85

3.13 Kiểm tra sơ bộ hiệu suất của bơm 88

3.13.1 Hiệu suất thủy lực 88

3.13.2 Hiệu suất lưu lượng 88

3.13.2 Hiệu suất cơ khí 88

CHƯƠNG IV: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG VÀ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ 90

4.1 Lập quy trình công nghệ gia công chi tiết trục máy bơm 90

4.1.1 Nhiệm vụ và yêu cầu ,điều kiện làm việc của trục 90

4.1.2 Thiết kế quy trình công nghệ gia công trục 91

4.2 Tính toán và thiết kế đồ gá phay rãnh then 99

4.2.1 Chọn phương án định vị 99

4.2.2 Tính toán đồ gá 100

4.2.3 Bản vẽ kết cấu đồ gá 104

4.2.4 Nguyên lý vận hành đồ gá 105

KẾT LUẬN 106

TÀI LIỆU THAM KHẢO 107

LỜI NÓI ĐẦU

Trong sự nghiệp công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước,ngành công nghiệp

mỏ giữ một vai trò quan trọng và cần thiết

Mỏ than Thống Nhất thuộc Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam.Sản xuất bình quân hàng năm 79 triệu tấn than.Nó đã đóng góp một phần rất lớn về năng lượng (cho xuất khẩu cũng như tiêu thụ trong nước) Với nhu cầu cấp thiết và quan trọng của các thiết bị thoát nước cho khai trường để phục vụ sản xuất liên tục,nâng cao năng suất Hiện nay mỏ than Thống Nhất đã khai thác xuống mức -140,các trạm bơm cũ ở mức -35 không còn đáp ứng được nhu cầu,vậy cần phải tính toán thiết kế, cũng như lập quy trình vận hành,bảo quản,sửa chữa khi gặp sự cố cho trạm bơm mới để phục vụ sản xuất nhanh chóng

Sau thời gian thực tập ở mỏ than Thống Nhất,với sự hướng dẫn của thầy giáo

PGS TS Vũ Nam Ngạn, em đã học tập và tích lũy được những kiến thức, kinh

nghiệm trong thực tế sản suất và đồng thời cũng thu thập được một số tài liệu liên

quan tại nơi thực tập Nay em được chính thức nhận đề tài tốt nghiệp:“ Tính toán thiết

+25

Được sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo Vũ Nam Ngạn và các thầy trong bộ

môn Máy và Thiết Bị Mỏ – Trường Đại học Mỏ - Địa chất,với sự cố gắng của bản thân nay em đã hoàn thành bản đồ án

Do thời gian có hạn, trình độ chuyên môn còn hạn chế, không thể tránh khỏi những thiếu sót , rất mong được sự tham gia góp ý của các thầy cô và các bạn đọc để

đồ án của em được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cám ơn ban giám hiệu nhà trường,thầy giáo Vũ Nam Ngạn,

cùng toàn thể các thầy cô trong bộ môn Máy&Thiết Bị Mỏ - Trường Đại học Mỏ - Địa chất.Xin chân thành cám ơn đơn vị:Công ty than Thống Nhất đã tạo điều kiện giúp đỡ, góp ý kiến quí báu để em hoàn thành đề tài tốt nghiệp của mình

Hà Nội,ngày 12 tháng 6 năm 2014

- Người viết đồ án -

Trần Thế Thiết

CHƯƠNG I : KHÁI QUÁT CHUNG VỀ CÔNG TY THAN THỐNG NHẤT

1.1.Điều kiện tự nhiên

1.1.1 Vị trí địa lý

Khoáng sàng than Lộ Trí - Cẩm Phả thuộc diện quản lý của Công ty than Thống Nhất, Tổng công ty than Đông Bắc và Công ty than Đèo Nai, nằm ở phía Bắc thị xã Cẩm Phả, Tỉnh Quảng Ninh

dọc đường quốc lộ 18A, điều kiện giao thông thuận lợi, có đường ôtô nối liền với các thị trấn và thành phố lớn trong cả nước

1.1.2 Ranh giới tọa độ

- Giới hạn bởi toạ độ:

- Ranh giới địa chất:

+ Phía Bắc giáp khoáng sàng than Khe Chàm, Khe Tam

+ Phía Đông giáp mỏ than Đèo Nai

+ Phía Nam giáp thị xã Cẩm Phả

+ Phía Tây giáp khoáng sàng Khe Sim (Theo đứt gãy F.B)

- Diện tích khoảng 4,70 Km2

1.1.3.Điều kiện tự nhiên-kinh tế- xã hội

- Địa hình: Khoáng sàng Lộ Trí là phần Nam của dải chứa than Cẩm Phả Địa

hình vùng mỏ mang nhiều đặc điểm vùng rừng, núi ven biển, độ cao các đỉnh núi trung

bình 200-300 m, đỉnh cao nhất + 439.6 m Các dãy núi có phương kéo dài á vĩ tuyến,

từ Khe Sim đến Đông Quảng Lợi Toàn bộ diện tích phía Tây Nam là thung lũng, được tạo thành do người Pháp trước kia và mỏ Thống Nhất hiện nay khai thác lộ thiên Địa hình trên mặt bị khai thác, đổ thải hầu khắp, thảm thực vật rừng không còn nhiều, sườn núi khá dốc, dễ bị xói lở trong mùa mưa Vì vậy, các lộ vỉa than chỉ xuất hiện tại các moong tầng, còn lại bị đá thải che lấp

Khu thăm dò gồm các vỉa than đã và đang khai thác với cấu trúc là một phức nếp uốn phức tạp, khu trung tâm là bãi thải với chiều dày từ 1mét đến 46 mét, địa hình thấp, phía Bắc và Tây Bắc địa hình cao và bị đổ thải nên đá gốc lộ ra rất ít trừ khu bờ moong khai thác lộ thiên

Đặc điểm địa hình trên mặt khu mỏ là các moong, tầng khai thác, nên nước mặt không tồn tại lâu, hướng dòng chảy về phía Nam và Đông Nam Lộ Trí Nguồn nước mặt tồn tại chủ yếu ở suối Hào Bắc, hồ BaRa nằm ở phía Bắc khu mỏ

- Sông suối: Phần lớn khu thăm dò nằm trong thung lũng thấp Phía Bắc là dãy

núi cao chạy từ Khe Sim qua Lộ Trí, Đèo Nai theo phương á vĩ tuyến, điểm cao nhất của địa hình nằm ở phía bắc có độ cao +171 mét, điểm thấp nhất +41 mét Do địa hình phân cắt và rất dốc giữa khu moong khai thác với các bờ moong phía Bắc và Tây Bắc, các suối đều bắt nguồn từ các đường phân thuỷ từ phía Bắc chảy theo hướng Bắc Nam

đổ ra Vịnh Bái Tử Long, các suối chỉ có nước vào mùa mưa

Do địa hình của khu Lộ Trí có dạng kéo dài, nên mạng sông suối có dạng song song và bắt nguồn từ đường phân thuỷ của dãy núi Lộ Trí Dòng chảy theo hướng từ Bắc xuống Nam Phía Đông Bắc có hồ Bara - đây là hồ nhân tạo do Pháp xây dựng để chứa nước phục vụ công nghiệp và dân sinh

- Khí hậu: Khí hậu mỏ mang nét đặc trưng của vùng nhiệt đới gió mùa, có 2 mùa rõ

rệt là mùa mưa và mùa khô

Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10 (Tháng 7 và tháng 8 thường có bão và mưa lớn) Lượng mưa lớn nhất trong mùa là 2.850 mm (vào năm 1966) Số ngày mưa nhiều nhất trong mùa

là 103 ngày

Mùa khô: Kéo dài từ tháng 11 năm trước đến tháng 4 năm sau Số ngày mưa lớn nhất trong mùa khô là 68 ngày (vào năm 1967), lượng mưa lớn nhất trong mùa khô là 892 mm (vào năm 1976) Tháng 4 là tháng mưa nhiều nhất của mùa khô

Nhiệt độ trung bình hàng năm 290C  300C, cao nhất là 370C, lạnh nhất từ 50C80C

- Giao thông: Về giao thông: Vùng mỏ có mạng lưới giao thông thuỷ bộ

+ Hệ thống đường sắt chở than chạy từ Tây Khe Sim đến cảng Cửa Ông

+ Đường thuỷ: có cảng nước sâu lớn như Cửa Ông và các cảng nhỏ: Cẩm Phả, Km6, Mông Dương…thuận tiện cho việc xuất khẩu than và chuyên chở nội địa, trao đổi hàng hoá thuận tiện

- Điều kiện kinh tế xã hội khu mỏ: Khu Lộ Trí - Cẩm Phả nằm gần các khu

công nghiệp lớn của ngành than như: Nhà máy tuyển than Cửa Ông, nhà máy cơ khí Cẩm Phả, cơ khí Trung Tâm, nhà máy chế tạo phụ tùng ô tô, máy mỏ…

Dân cư khu Lộ Trí - Cẩm Phả tập trung khá đông dọc đường 18A và Thị xã Cẩm Phả, phần đông là công nhân của các mỏ khai thác than Ngoài ra, còn một phần nhỏ là đồng bào Sán Rìu ở rải rác ven chân, sườn núi, chủ yếu canh tác nông nghiệp, lâm nghiệp là chính

1.1.4 Đia chất thủy văn

Nham thạc chứa nước có diện phân bố trung bình.Đá chứa nước chiếm 63,9%; riêng mực ±0 trở lên tỷ lệ đó là 56,29%.Ngồn cung cấp chủ yếu cho nước ngầm là nước mưa.Nước ngầm có hướng vận động theo phương từ Bắc xuống Nam, mức nước thủy tĩnh thấp nhất cách mặt địa hình khoảng 30m, sâu nhất khoảng 60m.Đất đá có hệ thẩm thấu cao hệ số thảm thấu K 0,0052÷0,0902 m/ngày, trung bình K=0,0592 m/ngày đêm

1.2 Sự hình thành và phát triển của công ty than Thống Nhất – TKV

Từ năm 1928 đến năm 1954 công ty có tên mỏ Lộ Trí Gồm:

+ Khu vực khai thác hầm lò Lộ Trí

+ Khu vực khai thác lộ thiên tầng 1 – 5

+ Khu vực khai thác lộ thiên Núi Trọc Đèo Nai

Ngày 22 tháng 04 năm 1955 vùng mỏ được giải phóng Xí nghiệp quốc doanh than Thống Nhất được thành lập

Năm 1959 phương án phát triển sản xuất hai công trường Lộ Trí (110 + 140) và

lò +52 được quyết định hợp nhất thành một công trường mang tên Thống Nhất Thời

kỳ này tổng số cán bộ công nhân viên có khoảng hơn 300 người

Từ ngày 01 tháng 08 năm 1960 mỏ than Thống Nhất được thành lập do ông Hoàng Thái làm giám đốc Tổng số cán bộ công nhân viên lúc này đã có 800 người

Tháng 08 năm 1965 bộ công nghiệp có quyết định thành lập Tổng Công ty than Quảng Ninh, gồm hai công ty đó là: Công ty than Hòn Gai và Công ty than Cẩm Phả Mỏ Thống Nhất trực thuộc Công ty than Cẩm Phả quản lý

Tháng 08 năm 1969 hội đồng chính phủ ban hành quyết định số 146/HĐCP về việc thành lập bộ điện và than Theo quyết định này, hai Công ty than Cẩm Phả và Hòn Gai hợp lại thành Công ty than Hòn Gai, mỏ Thống Nhất trực thuộc Công ty than Hòn Gai.Tháng 12 năm 1997 bộ công nghiệp có quyết định số 21/1997/QĐ-BCN chuyển mỏ than Thống Nhất thuộc quyền quản lý của Tổng Công ty than Việt Nam Đến năm 2001, thực hiện quyết định số 405/QĐ-HĐQT ngày 01/10/2001 của hội đồng quản trị Tổng Công ty than ViệtNamvề việc đổi tên các đơn vị thành viên Mỏ than Thống Nhất được đổi thành Công ty than Thống Nhất – doanh nghiệp thành viên hạc toán độc lập, có tư cách pháp nhân đầy đủ của Tổng Công ty than Việt Nam nay là Tập đoàn công nghiệp than - khoáng sản Việt Nam

Ngày 08 tháng 11 năm 2006, hội đồng quản trị tập đoàn công nghiệp than – khoáng sản ViệtNamra quyết định số 2455/QĐ-HĐQT về việc đổi tên Công ty than Thống Nhất thành Công ty than Thống Nhất – TKV

Ngày 25 tháng 06 năm 2009, bộ công thương ban hành quyết định số BCT về việc phê duyệt phương án chuyển đổi Công ty than Thống Nhất – TKV thành Công ty TNHH MTV than Thống Nhất – TKV Tổng số cán bộ công nhân viện là 3.548 người

3228/QĐ-1.3 Công tác tổ chức quản lý của công ty than Thống Nhất-TKV

1.3.1 Cơ cấu tổ chứ hành chính của công ty

Bộ máy lãnh đạo của Công ty gồm:Giám đốc và 4 phó giám đốc, các phòng ban tham mưu, các công trường,phân xưởng,được tổ chức như sơ đồ hình (1-1):

Hình 1-1:Sơ đồ cơ cấu tổ chức của Công ty than Thống Nhất-TKV

-Cơ cấu tổ chức cơ điện của công ty được tổ chức theo sơ đồ (1-2):

Hình 1-2: Sơ đồ cơ cấu tổ chức cơ điện của Công ty than Thống Nhất-TKV

1.4 Công tác khai thác mỏ.

a) Công nghệ khai thác:

Hiện nay Công ty than Thống Nhất đang áp dụng các Công nghệ khai thác chính sau:

- Hệ thống khai thác chia cột dài theo phương, khấu than lò chợ bằng khoan nổ mìn, chống giữ lò chợ bằng cột thuỷ lực đơn áp dụng cho các vỉa có chiều dày trung bình, góc dốc đến

350

- Hệ thống khai thác chia cột dài theo phương, chia khu chia lớp, khấu than bằng khoan

nổ mìn, chống giữ bằng giá thuỷ lực di động XDY- T2/LY, áp dụng cho các lò chợ của vỉa dày trung bình đến 4m, góc dốc đến 350

b)Công tác vận tải

Hiện nay công tác vận tải của Công ty than Thống Nhất như sau:

Vận tải đất đá, than đào lò bằng xe goòng 3 m3 cỡ đường 900 kết hợp với tàu điện ắc quy CDXT-8J để kéo goòng ra sân ga, từ sân ga dùng tời JTK-1,6 để kéo goòng lên mặt bằng công nghiệp + 41 khu Lộ Trí và +42 khu Yên Ngựa

Vận tải than trong lò chợ khai thác sử dụng máng cào uốn (áp dụng với các lò chợ có góc dốc <250) hoặc máng trượt (áp dụng với các lò chợ có góc dốc >250)

Vận tải than từ lò chợ ra mặt bằng công nghiệp và tới hệ thống sàng tuyển bằng băng tải STJ 800 và băng tải dốc SQD/75

Vận tải than, đất đá ngoài mặt bằng khai trường và vận tải than từ khai trường ra các cảng tiêu thụ bằng xe trung xa trọng tải từ 10 tấn đến 25 tấn

Vận tải thiết bị, vật liệu từ ngoài vào khai trường trong hầm lò bằng goòng chuyên dụng kết hợp với tời trục, và tàu điện ắc quy

c)Công tác thông gió:

Công ty than Thống Nhất là mỏ được xếp hạng khí nổ loại III

- Thông gió chính:

*Khu Lộ Trí:

Lắp đặt một trạm quạt chính ở cửa lò mức + 52 loại quạt 2K56 No24, không khí sạch đi vào từ 4 cửa lò: Cửa lò giếng chính, phụ mức +41, cửa lò giếng + 25 và cửa lò + 13 qua các lò chợ lên thượng thông gió +14  +52 qua trạm quạt +52 thải ra ngoài trời

* Khu Yên Ngựa:

Lắp đặt một trạm quạt chính loại BOK - 1,1 ở cửa lò mức + 42, không khí sạch từ ngoài trời qua quạt đi vào lò vận chuyển + 42, lò giếng +42 -15 qua các lò chợ lên lò dọc vỉa mức +

42, gió thải hút qua quạt đặt ở cửa lò + 42 ra ngoài trời

- Thông gió cục bộ: Thông gió cho các đường lò độc đạo, các gương lò xây dựng cơ bản và lò chuẩn bị sản xuất bằng quạt gió cục bộ mã hiệu YBT-30

1.5.Hệ thống cung cấp điện cao áp của Công ty than Thống Nhất – TKV

Nam giao quản lý và khai thác tài nguyên ở hai khu vực.Lộ Trí và Yên Ngựa.Do nằm trên hai địa bàn cách xa nhau nên hai khu vực này sử dụng hai nguồn cung cấp điện riêng rẽ

A Khu Lộ Trí

1.Nguồn cung cấp điện:

Nguồn cung cấp điện cho trạm35/6kV của khu Lộ Trí Công ty than Thống Nhất

Trạm 35/6Kv đặt ở phía đông khu khai thác Lộ Trí 13-50 ,thuộc Phường Cẩm

b) Sơ đồ nguyên lý trạm 35/6kV:

Trạm gồm 02 máy biến áp mã hiệu BAD-3200 kVA sản xuất tại Công ty Thiết

bị điện Cẩm Phả, trong đó 1 máy làm việc và 1 máy dự phòng nguội

Các cầu dao cách ly C1,C2 mã hiệu PAHO-35T,máy cắt dầu C-35M.Phía 35kV,máy biến áp đo lường ZHOM-35 và hệ thống van chống sét loại PB-35

Phía thứ cấp máy biến áp điện 6,3kV,gồm cầu dao cách ly PB-600 và hệ thống

tủ phân phối cao áp loại ЯKHO-10,cấp điện từ các khởi hành tới trạm phân phối1 – 1

3.Mạng điện 6kV khu Lộ Trí

Hệ thống đường dây tải điện 6kV từ trạm 35.6kv đến các công trường và đến mặt bằng công nghiệp gồm ba khời hành và hai trạm phân phối chính:

Khởi hành lò 13-50

a) Là khởi hành chớnh của Cụng ty,trục chớnh khởi hành cú tổng chiều dài 1,5km sử dụng dõy

AC-70 lắp đặt trờn cột bờ tong chiều cao 10m,12m,14m tựy theo cỏc địa hỡnh và cỏc khoảng vượt,sứ đỡ dõy 6kV loại шC – 6

b) Khởi hành lũ 13-50 cung cấp điện cho cỏc phụ tải mặt bằng và hầm lũ mức 13-50

Khởi hành mặt bằng +13-LT+100:

c) Là khởi hành cung cấp điện cho cỏc phụ tải mặt bằng +13,và cụng trường lộ thiờn 110 với tổng

chiều dài 2,5km, sử dụng đường dõy AC-70 cột bờ tong chiều cao 10m,12m,14m

Trạm phõn phối 6kV+41:

Là khởi hành cung cấp điện 6kV cho trạm phõn phối mặt bằng +41 bằng đường dõy

AC-70 khởi hành này dung để dự phũng cung cấp điện cho trạm phõn phối+41 khi khởi hành 13-50

bị sự cố

d) Trạm phõn phối 6kV+41:

Nguồn cung cấp điện 6kV cho trạm phõn phối +41 được lấy từ hai khởi hành:Khởi hành

lũ 13-50 và khởi hành dự phũng lũ giếng từ trạm 35/6kV Cầu trắng,trạm phõn phối điện 6kV cho cỏc trạm biến ỏp mặt bằng +41,trạm quạt giú chớnh 2K56 No 24, trạm phõn phối mức -35,tại trạm phõn phối +41 cú lắp đặt 1 mỏy điện Diesel dự phũng cụng suất 1375kVA-400V,sơ đồ nguyờn lý trạm phối +41 như hỡnh vẽ 1.3

T.Bị MB +41

Trục

Trạm lật đá

Cáp PVC 24 kV ( 3 x 70 )

6kV- 400 kW (Dụ phòng)

Cáp PVC 24 kV ( 3 x 70 ) Cáp chì 6 kV ( 3 x 50 ) Cáp PVC 24 kV ( 3 x 70 )

Tủ Cầu dao phân đoạn

Tủ Cầu dao phân đoạn

Tủ Cầu dao phân đoạn

Tủ Cầu dao phân đoạn

Trạm quạt BOD - 1,1

CTD - 57

Cáp chì 6 kV ( CbY-10 ) PĐII cấp điện đến trạm PP.6kV lò -35

L = 300 m

Cáp PVC 24 kV ( 3 x 70 )

Tủ máy ngắt phân đoạn

Tủ máy ngắt phân đoạn

Tủ máy ngắt

100/5A

CS van pbO - 6 kv

mp

BA- 1600kVA 0,4/6,3 kv BA- 1600kVA 0,4/6,3 kv

máy phát điện

P - 1375 - 400v máy phát điện

e) Trạm phân phối 6kV mức -35

Nguồn cung cấp điện 6kV cho trạm phân phối 6kV-35 được lấy từ hai cáp 6kV

từ trạm phân phối +41, trạm PP-35,sơ đồ nguyên lý trạm phân phối 6kV-35 như hình 1-4

Hình 1-4:Sơ đồ nguyên lý trạm phân phối 6kV -35

4 Đặc tính kỹ thuật các thiết bị điện:

1 Phía 35kV

- Cầu dao cách ly có các thông số kỹ thuật cho ở bảng 1.2

Bảng 1.2

- Máy biến áp: Có các thông số kỹ thuật cho ở bảng 1.3

B¬m 250SHB-150 6kV-315 kW ( sè 1 ) §¬n vÞ TGTN-1

400 kVA

6/0.4kV Tr¹m N02 ( §L-2 )

315 kVA

6/0.4kV Tr¹m N01

Lß nèi -35 ( TGTN-1)

630 kVA

Tr¹m N01 N¹p x¹c tÇu

Lß nèi -35 ( TGTN-1)

Tñ Ph©n ®o¹n

B¬m 250SHB-150 6kV-315 kW ( sè 5 )

B¬m 250SHB-150 6kV-315 kW ( sè 4 )

đấu dây

Mã hiệu U đm ,kV I dm ,kA I min ,kV I max ,kV I ôđn ,kA Cơ cấu

- Để nâng cao hệ số công suất sử dụng tủ bù cosử (02 tủ)

Công suất Q = 480kVAr;

B Khu Yên Ngựa

1 Nguồn cung cấp điện:

Khu vực Yên Ngựa được cấp điện 6kV từ khởi hành từ của trạm biến áp trung gian 35/6kV do Công ty Khe Chàm quản lý, nguồn điện 6kV dự phòng được lấy từ trạm trung gian 35/6kV Công

ty than Cao sơn

2 Sơ đồ nguyên lý lưới 6kV khu Yên Ngựa

Khu Yên Ngựa được cung cấp điện từ 02 tuyến đường dây trên không có tổng chiều dài 3,5 km, loại dây AC – 70, AC – 90, cột bê tông cao 12m, 14m sứ đỡ dây 6kV loại ứC – 6, cầu dao cách

ly CL1, CL2 , CL3 , CL4 , các tủ điện 6kV cấp tới các máy biến áp khu vực

Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện khu Yên Ngựa được thể hiện theo hình 1-5

BGP -1

L = 10 m

20 0/5

L = 300 m

L = 6 m

A 150/5 A

150 /5

A /5 150

A

BGP -1 2

BG 150/

A 150/5 A

PB D

PB D

6kV

L = 650 m

1 50/5 A

A 150/5 A

PB D-6

Hình 1-5: Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện khu Yên Ngựa

3 Đặc tính kỹ thuật của các thiết bị phía 6kV khu yên ngựa:

- Cầu dao cách ly loại PB - 600 có thông số ở bảng 1.4

- Tủ cao áp òấÍO - 10 có thông số cho ở bảng 1.8

Bảo vệ sự số trong nội bộ dùng rơ le khí PT-40 có thông số kỹ thuật cho trong bảng 1.11

c) Bảo vệ quá điện áp thiên nhiên: bảo vệ sét đánh trực tiếp bằng 4 cột thu lôi Bảo vệ

sét truyền từ đường dây vào trạm bằng van chống sét loại HE - 42, có thông số kỹ thuật cho trong bảng 1.12

a) Bảo vệ cực đại dùng rơ le PT - 40

b) Bảo vệ trạm đất một pha dùng loại rơ le PTầ -50 và đo lường sử dụng biến áp đo

lường HTMẩ – 6 có thông số kỹ thuật cho ở bảng 1.13

Mạng điện áp của mỏ chi làm 2 hệ thống:

a) Mạng điện hạ áp trên mặt bằng công nghiệp mỏ:

Sử dụng mạng trung tính nối đất, các phụ tải chủ yếu sử dụng điện áp xoay chiều 380V gồm các băng tải, sàng rung, quanh lật, máy nghiền, tời trục… Điện sinh hoạt và chiếu sáng sử dụng điện áp 220V

Để cung cấp điện cho phụ tải mặt bằng công nghiệp, Công ty sử dụng các máy biến áp dầu loại TM – 320/6, BAD – 250 /6 BAD – 400/6 …

2 Quạt gió cục bộ các loại ( YBT-30, CbM ) cái 50

1 Máy khoan các loại (K.125, K.325 ) cái 04

CHƯƠNG II TÍNH TOÁN KIỂM TRA LỰA CHỌN HỆ THỐNG THIẾT BỊ THOÁT NƯỚC

CHÍNH MỨC -140,CÔNG TY THAN THỐNG NHẤT

2.1 Sơ đồ hệ thống thiết bị thoát nước chính mức -140 mỏ than Thống Nhất

Hình 2-1 Sơ đồ vị trí lắp đặt thiết bị bơm thoát nước phục vụ sản xuất

mức-140

2.2 Tính lưu lượng yêu cầu của trạm bơm

+ Theo tài liệu kỹ thuật của Công ty than Thống Nhất về lượng nước lưu tụ ở mỏ mức

-140 những năm gần đây như sau:

trong thời gian không quá 16 giờ ( theo tiêu chuẩn thoát nước hầm lò ).Để xác định lưu

16

LT yctr

Q

/ h ) ( 2 – 1 ) Trong đó:

16: Là thời gian theo quy phạm an toàn mà trạm bơm phải bơm hết lượng nước lưu tụ Thay các giá trị trên vào công thức ( 2 – 1 ) ta tính được lưu lượng nước cần thoát trong các mùa như sau:

+ Bình thường về mùa khô:

Q

/h + Khi lưu tụ cực đại trong mùa mưa:

Q

2.3 Tính sơ bộ cột áp của máy bơm thoát nước

Dựa vào sơ đồ bố trí hệ thống ống dẫn từ hầm bơm mức (-140) lên mức (+25) theo (Hình 2-1):

Hình 2-2:Sơ đồ thủy lực hệ thống bơm

H H

Trong đó :

hút của bơm

Hhh =Hđ + Hh = 165 + 6 = 171 m

Hh = 6m: là chiều cao hút tối đa của bơm

od = 0,75  0,95 :Là hiệu suất ống dẫn,vì ống dẫn là ống thép không dỉ thành nhẵn nên ta lấy od = 0,9 Thay các giá trị vào công thức ( 2 – 2 ) ta được :

2.4 Chọn loại bơm và số lƣợng máy bơm

Căn cứ vào lưu lượng và cột áp sơ bộ cần có để bơm ở mức -140.Căn cứ vào tài liệu giới thiệu chọn bơm của công ty ta chọn loại bơm sơ bộ như sau:

Mã hiệu Q(m3/h) H (m) H hút (m) n (v/ph) N đc (kW) D hút (mm) D đẩy (mm)

FD450-60x4

Đây là loại máy bơm đáp ứng yêu cầu thoát nước đặt ra trong quá trình khai thác của

công ty than Thống Nhất Máy bơm FD 450-60x4 là bơm chụi axít,động cơ phòng

nổ,đây là máy bơm được chế tạo tại Trung Quốc,

Dựa vào lưu lượng nước lưu tụ bình thường và tối đa ta tính được số lượng bơm cần có như sau:

Trong đó : K : Là số lượng máy bơm cần có

Q lt : Lượng nước lưu tụ một ngày đêm (m 3 /ngày đêm)

Q b : Lưu lượng của máy bơm (m 3 /h)

2.4.1 Chọn máy bơm

2.4.2 Tính chọn số bơm

Theo công thức (2 - 3) nếu dùng loại máy bơm FD 450-60x4 , để bơm hết lượng nước

lưu tụ bình thường trong mùa khô thì cần số bơm là:

1450

Vì vậy để đảm bảo an toàn cho người,máy móc thiết bị và hoạt động khai thác được liên tục Công ty bố trí tại hầm bơm mức -140 với số lượng bơm là 5 máy bơm

FD450-60x4,2 làm việc,2dự phòng và 1 bảo dưỡng sửa chữa,và sử dụng 04 máy bơm

mồi chân không cho các máy bơm làm việc và dự phòng,bơm mồi chân không có lưu

2.5 Lập sơ đồ thủy lực trạm bơm thoát nước mỏ

Trạm bơm được đặt trong hầm bơm trung tâm đã được thiết kế sẵn,đảm bảo kích thước và yêu cầu cho phép mỗi bơm được đặt trên bệ bê tông và được cố định chặt bằng các bulong.Các kích thước sơ bộ của bê tông như (hình 2 - 3) và hình (2 - 4)

Hình 2 - 3:Bơm đặt trong hầm

Hình 2 - 4:Bệ móng đặt bơm

800

2.6 Tính toán lựa chọn mạng đường ống

2.6.1 Tính chọn đường ống đẩy

Chọn đường ống đẩy sao cho tốc độ nước đi trong đường ống đẩy thỏa mãn điều

kiện kinh tế kỹ thuật thường lấy theo tài liệu [1]:

cđẩy = 1,5 2,2 m/s chọn cđẩy = 2 m/s

Đường kính trong tối ưu của ống đẩy theo M.M.Phê Đô Rôp:

20 Qb   d 24 Qb (theo [1] công thức (2-67) – T72) (2-4)

Trong đó: d :Là đường kính ống đẩy

Qb = 450 m3/h :Là lưu lượng của máy bơm FD450-60x4

Thay số liệu vào công thức (2.4) ta được:

20 Q7 3b  d 24 Q7 3b = 20 4507 3  d 24 4507 3 = 274   d 329 (mm)

Kiểm nghiệm tốc độ cho phép của nước trong đường ống theo tài liệu [1]:

m/s là hợp lý

của bơm

Tính chọn đoạn ống côn trên đường ống đẩy

Do đặc điểm của hầm bơm , hệ thống đẩy trong hầm bơm được lắp đặt bằng ống

250 mm và 300 mm nên ta phải thiết kế 1 đoạn ống côn chuyển tiếp từ 250

chút = 4Q2

.d .3600

4.450.0,35 3600

= 350 mm) nên ta phải tính đoạn ống côn chuyển tiếp lắp giữa ống hút và ống hút của bơm

Tính chọn đoạn ống côn trên đường ống hút

Do đặc điểm của hầm bơm,hệ thống hút trong hầm bơm được lắp đặt bằng ống

250mm và 350 mm nên ta phải thiết kế 2 đoạn ống côn chuyển tiếp từ 250

D4= 300 mm :là đường kính ống côn chuyển tiếp

Chiều dài đoạn ống côn được tính toán như sau:

Qua thực tế đo đạc kiểm tra ta lấy L = 300 là thỏa mãn yêu cầu

Chiều dài đoạn ống côn được tính toán như sau:

L = (56)( D5- D6) = (56)(300-250) = 250  300 mm

Qua thực tế đo đạc kiểm tra ta lấy L = 250 mm là thỏa mãn yêu cầu

2.6.3 Kiểm tra độ bền của ống

Trong quá trình làm việc đường ống phải chị một áp suất lớn.Lực do áp suất cột

nước tạo ra có khả năng phá vỡ đường ống nếu ta chọn đường ống không đủ lớn, chiều

dày thành đường ống không đủ lớn

Để thỏa mãn về độ bền của ống thì :

Pmax≤ [P] (2 - 5)

Trong đó: [P] : là áp suất làm việc cho phép của ống đã chọn [P] = 40 at

Pmax : là áp lực lớn nhất do cột nước tạo ra

Theo tài liệu [1] công thức (2.69) ta có:

Pmax=(0,110,115).Hhh (at) (2 - 6)

Từ (2.6)  Pmax = 0,11.171 = 18,81 (at) (thỏa mãn)

Trên đường ống hút gồm những tổn thất cục bộ sau:

+ 1 van đáy có lưới lọc:  = 4  10 ta chọn  = 5

h =0,0277: Là độ nhám tương đối của ống hút đã tính được

2.7.2 Tính toán chiều cao đặt bơm

Theo tài liệu [1] với công thức (2 - 27) ta xác định chiều cao hút của máy bơm theo phương trình sau :

C

g - Hh – NPSHyc (2 - 9) Trong đó:

Qt

3/ 4 3/ 4

Hệ thống ống dẫn của mỏ được dùng bằng ống inox.Mặc dù qua thời gian dài

sử dụng và nước mỏ có tính axit,nhưng ảnh hưởng không lớn lắm đến thiết bị và tổn thất cục bộ trong đường ống

Tính tổn thất trên đường ống đẩy theo công thức sau :

dd =300 mm :Là đường kính ống đẩy đã chọn ở trên

Vd = 1,77 m/s :Là vận tốc nước đi trong ống đẩy

Từ sơ đồ tính toán , thiết kế đặt bơm Căn cứ vào tài liệu [1] ta có:

Theo tài liệu [1] công thức (1-58) và (1-59) ta có phương trình đặc tính máy bơm nhưsau: Hb = Ho.[1-(1- n

o

H

Qn )2] (2-14) Trongđó: Hn.(1,025+ 0,0075.nq) (2-15)

3/ 4 3/ 4

q

n Q y

i n

H

 =1480 0,1253/ 4

2.7.4 Xác định điểm làm việc của máy bơm và hệ thống

Qn và Hn :Là các giá lưu lượng,cột áp và tốc độ ở chế độ định mức của

Hb = 73 -13.( Q

450)2 (2-16)

Từ phương trình ta có bảng thông số đặc tính máy bơm như sau :

Bảng 2-2: Thông số đặc tính của máy bơm

Hình 2-7 : Đường đặc tính của máy bơm và hệ thống

0

30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 380 390 400

1000

410 420 430 440 450

235