1.5. Вибір напруги для електроустановок шахт і рудників

На сучасних шахтах і рудниках основною розподільною напругою є 6кВ, а для низьковольтних споживачів технологічного комплексу 380, 220 і 127 В. Проте для розподільних мереж вугільних шахт слід би приймати напругу 10 кВ, як більш економічну.

У цехових електричних мережах необхідно застосовувати напругу 660В замість 380В. Це дозволить скоротити втрати електроенергії, зменшити номінальні струми і струми короткого замикання (КЗ), економити кабельну продукцію. У роботі [22] показано, що для двигунів змінного струму потужністю 0,6…500 кВт доцільно застосовувати напругу 660В, а для могутніх – 10 кВ. Стверджується, що при переході з 380 на 660 В скорочується на 51% витрата провідникового матеріалу кабелів, на 42% зменшаються струми КЗ, на 74% знижуються втрати потужності. Основним стримуючим чинником впровадження на нових шахтах напруги 10 замість 6 кВ і 660 замість 380В є дефіцит відповідного обладнання. Для діючих шахт, де використовується напруга 6 і 0,38 кВ перехід на 10 і 0,66 кВ буде економічно недоцільним. Тільки при корінній реконструкції, коли намічається заміна значної кількості технологічного обладнання такий перехід може бути економічно виправданий.

Для електропостачання підземних споживачів шахт і рудників застосовуються напруги 127, 220, 380, 660 і 1140 В, а для живлення стаціонарного місцевого освітлення пересувних машин і механізмів – 36 В, для освітлення і сигналізації по голих проводах в очисних вибоях безпечних за газом та пилом допускається застосовувати напругу 24 В.

Питання для самоконтролю

• Як поділяється комплекс електропостачання гірничого підприємства?

• На які групи поділяються електроприймачі за надійністю електропостачання?

• За якими схемами виконується глибокий увід?

• Які відомі блочні схеми електропостачання шахт?

• Які схеми розподілу електроенергії прийняті на поверхні шахт?

• Яка відмінність схем електропостачання клітьового вантажолюдського підйому від скіпового?

• Які використовуються схеми електропостачання вентиляторів головного провітрювання?

• Які прийняті напруги електричних мереж шахт і рудників?

Наведені принципи побудови схем електропостачання надають можливість студенту уяснити діючі схеми електропостачання та їх комплексу поверхні.

Тема 2. Електропостачання підземних електроспоживачів

Ціль – ознайомлення студентів зі схемами електропостачання підземних електроприймачів на видобувних і підготовчих дільницях шахт у різних гірничо-геологічних умовах, а також транспортних засобів.

Лекція 3

2.1. Загальні відомості

Електропостачання підземних електроприймачів обумовлене багатьма чинниками, пов'язаними з специфічними умовами експлуатації електроустаткування в гірничих виробках, що визначають низку вимог до конструкції машин і механізмів, електричних мереж для забезпечення безпечної і безаварійної їхньої роботи.

Наявність вологості в підземних виробках вугільних та рудних шахт, підвищеної концентрації пилу, агресивних шахтних вод вимагає спеціального конструктивного виконання електроустаткування, захищенного від проникнення усередину пилу та вологи, а також застосування антикорозійного покриття окремих струмоведучих частин.

Постійне посування очисних та підготовчих вибоїв вимагає безупинного (комбайни, струги та ін.) або періодичного (вибійні конвеєри, маневрові та скреперні лебідки, перевантажувачі, бурові верстати та ін.) переміщення машин та механізмів слідом за посуванням фронту робіт. Це стає можливим завдяки застосуванню гнучких кабелів та кінцевих штепсельних муфт.

Обмеженість простору в підземних гірничих виробках та можливість часткового обвалення покрівлі та бокових пород примушує застосовувати механічно міцне устаткування з мінімально можливими розмірами.

Наявність буровибухових робіт викликає необхідність використання механічно міцного устаткування, можливість укриття або швидкої евакуації його в безпечні зони.

Вибухонебезпечна атмосфера може викликати її вибух чи займання. Тому необхідно застосовувати спеціальне рудникове вибухозахищене електроустаткування.

Крім того, через підвищену вологість, запиленість гірничих виробок, доброї електропровідності шахтних вод зростає небезпека ураження електричним струмом. Для підвищення безпеки експлуатації електроустаткування й електричних мереж потрібно безперервний автоматичний контроль опору ізоляції мережі та захисне вимикання електроустановок.

При розробці крутих вугільних пластів, небезпечних за раптовими викидами вугілля або газу використання електроенергії в очисних і підготовчих вибоях пов'язано з підвищеною небезпекою виникнення пожежі або вибуху. Тому в таких умовах необхідно застосовувати системи електропостачання з автоматичним випереджувальним вимиканням.

Схемі електропостачання підземних споживачів залежать від багатьох факторів і насамперед від глибини залягання пластів, розмірів шахтного поля, способу піготовки та системи розробки, прійнятого виду механізаціівиємки вугілля, потужності електроприводів основних підземних електроустановок, водоприпливу в шахту, газоносності пластів, виду підземного транспорту, прийнятої напруги для основних споживачів і ін.

Найпотужнішими електроприймачами в шахтах, що розробляють пологі і похилі пласти є високовольтні електродвигуни водовідливних установок, потужність яких може досягати 2000 кВт. Відповідальними споживачами електричної енергії є також механізовані комплекси очисних і підготовчих вибоїв, конвеєрного і електровозного транспорту.

Залежно від глибини залягання корисних копалин можуть застосовуватися два способи електропостачання видобувних і підготовчих дільниць від головної знижувальної підстанції шахти: при значній глибині залягання пластів по кабелях, прокладених у стволі і при неглибокому заляганні – по кабелях, прокладених у свердловинах, які спеціально пробурені для цієї цілі. В окремих випадках, при наявності шурфів, вони можуть використовуватися для прокладання живлячих кабелів. У будь-якому випадку системи електропостачання підземних гірничих робіт повинні бути надійними, економічними, безпечними, допускати поетапне розширення підземної системи електропостачання, забезпечувати відокремлене живлення підземних мереж напругою 6(10) кВ.

У даний час у шахтах країни для підземних розподільних мереж і потужних двигунів застосовується напруга 6 кВ, для силових живлячих мереж дільниць – 380, 660 і 1140 В. Для живлення ручного електричного інструменту і ручних електросвердел, а також освітлення гірничих виробок і світлової сигналізації використовується напруга 127 В.

У зв'язку із зростанням потужностей споживачів електричної енергії на вугільних шахтах намітилося подальше підвищення напруги в розподільних підземних мережах, а також для живлення потужних стаціонарних електроустановок до 10 кВ, а для очисних і прохідницьких машин і механізмів – 1140 В. Переведення електропостачання дільниць вугільних шахт на 1140 В підвищило результативність використання очисних і прохідницьких комплексів. Так, досвід переведення очисних комплексів з напруги 660 на 1140 В на шахтах Донбасу показує, що продуктивність праці зросла в середньому на 30%, а собівартість вугілля знизилася на 9...10% [21,22].