Глава 12 электроснабжение добычных участков
12.1. Общие сведения
На выбор системы электроснабжения добычных участков, помимо горно-геологических и технологических факторов, существенное влияние оказывают способ механизации в забоях и схема транспорта полезного ископаемого от забоя. Специфической особенностью систем подземного электроснабжения является их подвижной характер, обусловленный постоянным перемещением фронта очистных работ.
Учитывая совокупность перечисленных факторов и условий, система электроснабжения добычных участков должна быть безопасной в отношении поражения людей электрическим током, исключать возможность открытого искрения, способного вызвать взрыв или пожар; надежной, обеспечивающей качественное и бесперебойное питание электроэнергией потребителей; электрооборудование и кабели должны позволять непрерывное подвигание, расширение и наращивание системы в целом; капитальные затраты и эксплуатационные расходы на участковую систему должны быть минимальными.
В зависимости от типа очистного комплекса, включающего ряд технологически связанных между собой машин и механизмов
(очистной комбайн, забойный конвейер, перегружатель, станция орошения, насосные станции, предохранительные лебедки и др.), применяется различное электрооборудование, входящее составляющими элементами в систему электроснабжения.
Электрооборудование ряда очистных комбайнов включает: электроблок, содержащий комбайновый реверсивный выключатель РК, пульт (кнопки) управления, штепсельные разъемы РШВС (РШЛ), термореле и др.; фару для освещения ФВУ-1К; индивидуальное устройство предупредительной сигнализации; аппаратуру управления, громкоговорящей связи и предупредительной сигнализации АУС, аппаратуру защиты от опрокидывания и несостоявшегося пуска «Зонд-2»; систему автоматического и дистанционного управления САДУ-2 комбайном.
Комбайны КШ-ЗМ и 1ГШ-68 оборудованы системой автоматического управления САУК, размещенной в электроблоке комбайна, а у комбайна 1ГШ-68Е на напряжение 1140 В в электроблоке смонтированы специальный разъединитель PI-1140/250, соединитель СНВ-250, регулятор нагрузки ИПИР-ЗМ.
Для автоматической выборки кабеля комбайна или его подборки служат кабелеподборщики КБК-2 и кабелеукладчики ЦТ.
Электрические схемы очистных комплексов, независимо от напряже-
ния питания, обеспечивают дистанционное управление электроприводами комплекса, автоматическое отключение насосных станций при понижении давления в системе их подпитки и при порыве магистрального трубопровода; автоматическое отключение элементов комплекса с центрального пульта; дистанционное управление насосными станциями с выносных постов.
Несмотря на большое разнообразие факторов и условий на шахтах, принципиальных отличий структуры систем электроснабжения добычных участков в различных угольных бассейнах нет. Конкретное схемное решение принимается в зависимости от исходных данных.
В зависимости от глубины залегаемых пластов определяется способ питания участков, который для определения бассейнов является характерным: для Донецкого бассейна это способ питания участков через ствол, для Подмосковного бассейна—по скважинам.
Высокая метанообильность пластов Карагандинского бассейна вызывает необходимость их интенсивного проветривания, а следовательно, сооружения большого числа вентиляционных шурфов, что определяет их широкое использование для электроснабжения участков этого бассейна.
Для шахт Кузнецкого бассейна характерным является небольшая глубина разрабатываемых пластов, что определяет широкое применение
послойной выемки с использованием энергоскважин для электроснабжения участков. При варианте питания через скважины и наиболее прогрессивном панельном способе подготовки шахтного поля немаловажную роль играет выбор местоположения скважин и распредпунктов напряжением 6 (10) кВ, от которых получают питание участковые ПУПП. В основе такого выбора лежит технико-экономическое сравнение вариантов.
Наиболее характерными являются варианты расположения скважин
и РПП-6 посредине (рис. 12.1, а) панельного откаточного штрека на все время отработки панели, на расстоянии 'А длины (рис. 12.1, б) панельного откаточного штрека и Vs его длины (рис. 12.1, в) с последующим их перено
сом и сооружением.
Приведенные варианты питания целесообразны в том случае, когда панельный откаточный штрек (уклон или бремсберг) служит в течение всего срока отработки панели.
Рис. 12.1. Варианты расположения и перемещения скважин
при отработке панели
Рис. 12.3. Схема установки передвижной подстанции в штреке:
а — двухпутном; б — однопутном
Рис. 12.4. Установка передвижных подстанций в конвейерных, штреках:
а-в нише; б-над конвейером
При постепенном погашении для шахт соответствующих выработок приходится решать вопрос об оптимальном расположении РПП-6 (10) кВ. Из наиболее распространенных вариантов (рис. 12.2, а, б, в) расположения распредпунктов РПП-б(Ю) кВ, от которых питаются участки, как показали расчеты, самым приемлемым оказывается вариант размещения РПП-6(10) кВ на сопряжении откаточного штрека с бремсбергом или уклоном на весь срок службы панели (см. рис. 12.2, а) [21].
От месторасположения скважины или РПП-6 (10) кВ зависит расположение участковой подстанции и предельно допустимое расстояние от нее до распредпункта лавы. Это расстояние определяется как требованиями обеспечения допустимых уровнений напряжения на зажимах электродвига-телей, так и требованиями минимальных затрат при перемещении и подстанций.
Частое перемещение подстанций вызывает увеличение эксплуатацион-ных расходов в связи с необходимостью сооружения специальных ниш для их размещения в выработках небольшого сечения, что подтверждается технико-экономическим обоснованием.
В горных выработках, имеющих рельсовый путь, передвижные подстанции располагают на специально устраиваемых или существующих разминовках, а также в нишах, в зависимости от сечения выработки (рис. 12.3).
В выработках с конвейерной доставкой полезного ископаемого передвижная подстанция может устанавливаться как в нише, так и над конвейером (рис.12.4).
При высоте конвейерного штрека не менее 1900 мм подстанцию вместе с магнитной станцией или энергопоездом располагают над конвейером, перемещая их с помощью лебедки.
На многих шахтах страны с успехом используется непрерывный метод перемещения подстанции, распредпункта, масло-станций и станции орошения вслед за подвиганием лавы. Осуществляется это с помощью жесткой тяги между приводной головкой забойного конвейера и электроустановками, расположенными на штреке над перегружателем. В этом случае как на стороне высокого, так и низкого напряжения применяются полугибкие кабели ЭВТ или гибкие.
Несмотря на большое различие горно-геологических, а также некоторых технологических факторов на шахтах различных бассейнов страны, принципы электроснабжения очистных участков более или менее одинаковы.
От ЦПП при глубоком залегании пластов или от энергоскважины при относительно мелком залегании питающее напряжение 6(10) кВ при помощи кабелей подается на участковые передвижные подстанции при незначительном удалении фронта очистных работ от околоствольного двора,' а при значительном—к промежуточным распределительным пунктам 6(10) кВ, от которых электроэнергия поступает к участковым ПУПП.
От передвижных участковых подстанций, передвигаемых вслед за лавой, электроэнергия подается к распределительному пункту лавы (РПЛ), или магнитной станции управления, от которых гибкими кабелями распределяется к электропотребителям.
До недавнего времени от одной трансформаторной подстанции питался не только распределительный пункт лавы, но и распределительный пункт подготовительных работ РП (рис. 12.5).
Внедрение мощных очистных механизированных комплексов заставило разделить электроснабжение подготовительных и очистных работ. Это разделение обусловлено еще и тем, что очистные работы ведутся отдельно (при отработке столба обратным ходом) от подготовительных при подготовке нового столба. При этом электроустановки лавы могут питаться или от одной мощной подстанции (630 кВ-А), или от двух меньшей мощности/
В соответствии с уровнем механизации, числом электропотребителей и их мощностью электроэнергия от ПУПП подводится к отдельным потребителям через один-два или несколько распределительных пунктов.
Аналогично при питании через скважины существуют различные варианты электроснабжения очистных участков напряжением до и свыше 1000 В (рис. 12.6).
