Phạm Thị Hải Yến
NHIỆM VỤ THIẾT KẾ
Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho một khu khai thác than hầm lò có
khí bụi nổ
1. Phương pháp và kích thước khu khai thác (theo từng phương án ở
trang 3).
a) Kích thước khu khai thác :
- Chiều dài theo vỉa a = 1000m;
- Chiều dài theo phương dốc b = (c + 20)*n =480m;
- Chiều dài lò chợ c = 100m;
- Bề dày vỉa d =2m;
- Góc dốc α = 0 ữ15 độ.
b) Phương pháp khai thác :
Tại trung tâm của khu khai thác đào lò thượng, từ đó mở ra hai
cánh của khu khai thác. Số phân tầng là 4, số lò chợ hoạt động đồng thời
là 3, số lò chuẩn bị bằng số lò chợ hoạt động đồng thời. Phương pháp
khai thác theo phương án khấu đuổi.
2. Phương tiện khai thác và vận chuyển
- Khấu than ở lò chợ dùng máy liên hợp (com bai);
- Đào lò chuẩn bị:
+ Trong than dùng khoan điện cầm tay;
+ Trong đá dùng khoan khí ép kết hợp nổ mìn.
1
Phạm Thị Hải Yến
- Vận chuyển: ở lò thượng dùng tời trục, ở lò song song dùng tàu
điện ắc quy, ở lò chợ dùng máng cào.
- Thông gió các gương lò chuẩn bị dùng quạt cục bộ.
3. Vị trí và các phụ tải cao áp khác
- Khoảng cách từ trạm biến áp chính đến miệng giếng L
1
= 1000m

θ
ma x
= 40
o
C khi tốc độ gió V = 0 m/s;
θ
min
= 5
o
C khi tốc độ gió V = 0 m/s;
θ
bão
= 25
o
C khi tốc độ gió bão V = 35 m/s.
Ở các nhiệt độ khác: V= 5 m/s.
Tính cơ khí đường dây cho một khoảng vượt trung gian, khoảng
vượt thực tế tuỳ ý chọn.
c) Thiết kế hệ thống tiếp đất bảo vệ cho mạng hầm lò.
PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
TT
P/A
a, m b, m c, m d,m n m
Phương
pháp
khai
thác
S,
kVA;
cosϕ

=
−−
=
−−
=
a
L
m
1.2. Phương pháp khai thác
Dùng phương pháp khai thác: Khấu duổi với số lò chợ hoạt động
đồng thời là 3 (theo phương án). Trong quá trình khai thác để lại các trụ
5
Phạm Thị Hải Yến
than bảo vệ như hình vẽ 1.1. Đồng thời với quá trình khấu than ở 3 lò chợ 3
lò chuẩn bị cùng tiến hành đào lò.
Phân chia khu vực khai thác như hình vẽ 1.1. có 4 phân tầng khai
thác và 3 lò chợ hoạt động đồng thời.
Chương 2
CHỌN PHƯƠNG THIỆN KHAI THÁC
6
Phạm Thị Hải Yến
Dựa vào tình hình cụ thể, theo yêu cầu thiết kế và kích thước khu
khai thác, có thể chọn được các thiết bị khai thác than (theo phụ lục 1)
như sau:
2.1. Lựa chọn thiết bị đào khấu và vận chuyển than ở lò chợ và lò vận
chuyển
2.1.1Máy liên hợp
Theo chiều dài lò chợ, góc dốc và chiều dày của vỉa, chọn máy liên hợp
theo phụ lục 1, kèm theo là com bai trong tổ hợp có mã hiệu ∋∆Κ04-2M,
các thông số kỹ thuật được ghi trong bảng 2.1.a và 2.1.b

(V)
Combai
Kỉ1KÃ
7
Phạm Thị Hải Yến
2.1.2. Máng cào vận chuyển than trong lò chợ
Chọn máng cào lò chợ (theo phụ lục 1), các thông số kỹ thuật được
ghi trong bảng 2.2
Bảng 2.2
Các
thông số
chính
Năng
suất
(T/h)
Tốc độ
(m/s)
Động cơ:
Mã hiệu
Công
suất
(kW)
Số
lượng
động
cơ
Chiều
dài
(m)
Máng

P
yc
, kW U
đm
, V I
đm
, A n
đc
, vg/ph n
T
, vg/ph
cosϕ
1,4 127 8,5 2750
400 ÷600
0,72
Chọn thiết bị điều khiển khoan là bộ khởi động Aẽ có các thông số
kỹ thuật được ghi trong bảng 2.5.
Bảng 2.5
Mã hiệu
Điện áp
bên sơ
cấp, V
Điện áp
phía thứ
cấp, V
Dòng điện
phía sơ cấp,
A
Dòng điện phía
thứ cấp, A

vg/ph
H, at
N,m
3
/
ph
0,0035
BAọ-
42
4,2 1450 ẽéẩ-10 1500 3,5 7,36
2.2.3. Máy ép khí
Để cung cấp khí ép cho khoan, chọn máy ép khí có mã hiệu
3ốụứờõ-10 với công suất định mức của động cơ là 40kW.
2.2.4. Máy cào vơ
Chọn máy cào vơ mã hiệu C-153 với các thông số kỹ thuật chủ yếu
như sau:
- Năng suất bốc: 50T/h;
- Động cơ mã hiệu: MA-143-2/4, công suất : 17 kW.
2.2.5. Quạt gió cục bộ
10
Phạm Thị Hải Yến
Chọn quạt gió cục bộ có mã hiệu CBM-6 có các thông số kỹ thuật ghi
trong bảng 2.7
Bảng 2.7
Q,m
3
/ph
H,mm
H
2

ối
Trọn
g
Số
lượ
ng
Đườ
ng
kính,
mm
Rộ
ng
mm
T
ốc
độ
cá
p
Tốc
độ
độn
g
cơ ,
vg/
ph
côn
g
suất
,
kW

Máng cào họng sáo 3
Máy khoan điện cầm
tay
6
2 Lò vận
chuyển
Tàu điện ắc quy
3 Lò chuẩn bị 3
Máy cào vơ 3
Máy khoan khí ép 3
Máy ép khí 3
Quạt gió cục bộ 3
Khoan điện cầm tay 3
4 Lò thượng 2 Tời trục 2
Căn cứ vào các thiết bị điện ở khu khai thác như trên, tính toán
thiết kế và chọn phương án cung cấp điện.
12
Phạm Thị Hải Yến
Chương 3
TÍNH TOÁN THẮP SÁNG
( Một đường lò tính theo phương pháp điểm,
các đường lò còn lại tính theo phương pháp công suất riêng)
Đặc điểm khu khai thác của mỏ có khí bụi nổ hạng III, do đó chọn
thiết bị thắp sáng đảm bảo điều kiện an toàn nổ.
3.1. Tính toán thắp sáng cho lò vận chuyển
Để tính toán thắp sáng cho lò vận chuyển dùng phương pháp điểm.
Hình 3.1 biểu diễn mặt cắt dọc của lò và sơ đồ bố trí đèn dọc theo lò, tính
E
min
ở A và E

trong đó:
F - quang thông thực tế của đèn huỳnh quang éÂậ-20.
Độ sáng ở A chủ yếu tạo nên bởi bóng đèn 2,3,4,5; các đèn khác vì
ở xa ảnh hưởng không đáng kể nên có thể bỏ qua.
Do đó:
14
Phạm Thị Hải Yến
)coscos(
.
2
2
3
21
3
1
2
αα
αα
II
hk
C
E
A
+=
k = 1,5 - hệ số dự trữ kể đến sự bụi bẩn, già hoá của bóng đèn;
cosỏ1, cosỏ2 - phụ thuộc vào chiều cao cheo đèn và khoảng cách
giữa các đèn (sơ bộ chọn theo phụ lục 2 hoặc theo giáo trình Điện khí
hoá).
Chọn khoảng cách giữa các đèn: l= 7m
Ta có :

cos
2
2
2
2
2
==
+
=
++
=
llh
h
α
⇒ α
2
= 78
o
Dựa vào giá trị α
1
và α
2
, biểu đồ phân bố cường độ sáng của loại
đèn huỳnh quang phòng nổ PBậ - 20, trang 140, tài liệu Giáo trình Điện
khí hoá mỏ - Nguyễn Anh Nghĩa (chủ biên) Trần Bá Đề
Ta có :
Cường độ sáng theo hướng α
1
, α
2

2
= C. I
’
α
2
= 0,98 . 122 = 120Cđ
( )
( ) ( )
[ ]
)(9,42,0.12055,0.114
3,2.5,1
98,0.2
33
2
LxE
A
=+=⇒
Độ sáng ở B chủ yếu do các đèn 3,4,5 tạo nên.
Do đó:
3 3 3
0 3 0 3 3
2 2
( .cos 0 2 .cos 3) ( 2 cos )
. .
B
C C
E I I I I
k h k h
α
α α α

3
của đèn quy ước trong mặt cắt
ngang
I
’
α
3
= 113Cđ
⇒ Cường độ sáng theo hướng α
3
của đèn PBậ – 20
I
α
3
= C. I
’
α
3
= 0,98 . 113 = 111Cđ
⇒ Cường độ sáng trung bình
w/m278
14,3.4
980
4
0
===
π
F
I
16

Nếu các điều kiện trên không thoả mãn, yêu cầu giảm khoảng cách
giữa các đèn hoặc tăng công suất của mỗi đèn.
Số đèn cần thiết để thắp sáng lò cái vận chuyển:
70
7
487
===
a
L
n
d
trong đó:
L - chiều dài một cánh;
a- khoảng cách giữa các đèn.
Công suất thắp sáng cho lò cái vận chuyển: P
ts
= n
d
.P
d
= 70.26
=1820W
3.2. Thắp sáng cho lò chợ, lò thượng, trạm biến áp, trạm tời và các lối
đi
Diện tích cần thắp sáng cho 01 lò chợ:
S = c.d = 100.2 = 200m
2
Diện tích cần thắp sáng cho 2 lò thượng:
S = 2(3.b) = 2.3.480 = 2880m
2

2 Nhà xưởng 3-10
3 Lò chợ và lò chuẩn bị 5
4 Lò vận chuyển trung gian 3
5 Lò cái vận chuyển, các lối đi 1-2
6 Nhà trạm 8-10
7 Các đường lò xung quanh giếng 6-8
18
Phạm Thị Hải Yến
Số đèn thắp sáng cần thiết: n
đ
= P
ts
/P
đ
,
trong đó:
P
đ
- công suất của mỗi đèn thắp sáng đã chọn.
3.3. Tổng hợp phụ tải thắp sáng cho một khu vực khai thác
Để thắp sáng cho lò vận chuyển, lò chợ dùng đèn huỳnh quang
éÂậ-20, các lò còn lại và các trạm biến áp, trạm tời, các lối đi dùng đèn
Pẽ. Phụ tải thắp sáng của một khu vực khai thác được thống kê trong
bảng 3.2.
Bảng 3.2
STT Tên khu vực
Dài
(m)
Rộng
(m)

19
Phạm Thị Hải Yến
kVA ,
cos
tb
ts
ts
P
S
ϕ
=

trong đó:
cosϕ - hệ số công suất trung bình (cosϕ = 1 đối với đèn sợi đốt;
cosϕ = 0,5 đối với đèn huỳnh quang)
Để cung cấp điện cho các phụ tải thắp sáng ta chọn phương án: lò
chợ, lò cái vận chuyển, trạm khu vực và các lối đi dùng chung một máy
biến áp lấy điện từ MBA di động theo lò chợ; với lò thượng và trạm tời
dùng riêng một máy biến áp đặt cố định.
* Công suất thắp sáng lò chợ, lò cái vận chuyển, trạm khu vực và
các lối đi.
556,0
3182
1772
16220010001820
1).162200(5,0).1001820(
cos ==
+++
+++
=⇒

chế tạo và
Cao
áp,V
Hạ
áp,V
TCỉ-
4/0,7
4 660 380;133
4,5±0,4
5
20+1 0,945
PB-thắp
sáng
20
Phạm Thị Hải Yến
3.4. Tổng hợp phụ tải thắp sáng cho lò thượng
P
tb
= P
ts(lò thượng)
+ P
ts(trạm tời)
Nếu dùng đèn sợi đốt (cosϕ = 1):
ts
ts
ts
P
P
S ==
1

+ P
ts(trạm tời)
= 3,042 (kw)
S
ts
= P
ts
= 3,042 kVA
Theo phụ lục 2 ta chọn MBA thắp sáng an toàn nổ TCỉ- 4/0,5 với
các các thông số như bảng 3.5
Bảng 3.5
Mã
hiệu
S
đm
, U
đm
U
nm
% I
o
%
η khi tải
Hình thức
chế tạo và
Cao
áp,V
Hạ
áp,V
TCỉ-

dm
Combai 1 105 0,88
Máng cào lò chợ 1 42 0,85
Máng cào chân lò
chợ
1 55 0,86
Khoan điện cầm tay 2 1,4 0,72
Thắp sáng - 1,12 0,5
Tổng cộng 205,92
4.1.2. Xác định phụ tải cho một gượng lò chuẩn bị
Các phụ tải trong gương lò chuẩn bị được thống kê trong bảng 4.2
Bảng 4.2
Tên thiết bị Số lượng động P
dm
, kW
cosϕ
ểP
dm
23
Phạm Thị Hải Yến
cơ
Quạt gió cục bộ 1 14 0,75
Máy cào vơ 1 17 0,72
Máy ép khí 1 40 0,75
Khoan điện cầm
tay
1 1,4 0,72
Khoan khí ép 1 4,2 0,85
Tổng cộng: 76,6


ϕ
= 0,6
Thay vào công thức trên ta có :
K
yc
= 0,43 + 0,57
di
P
P
Σ
max
= 0,43 + 0,57
52,282
105
= 0,642
1
n
tt yc di
P k P= Σ
= 0,642.282,52 =181,38kW
S
tt
=
ϕ
cos
tt
P
=
6,0
38,181

TKỉBΠC-
320/6
320
6000±4
%
690
400
30,
8
462/268 3,0 2,0 1100 3865
4.1.3. Xác định phụ tải của lò thượng và chiếu sáng
Các phụ tải của lò thượng và thắp sáng được thống kê trong bảng
4.4
Bảng 4.4
Tên thiết bị Số lượng P
dm
, kW
cosϕ
ểP
dm
Tời trục 2 60 0.75 120
Thắp sáng 0.162 1 0.162
P
tt
= k
yc
.P
t
+ P
ts