ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ ПРИЕМНИКОВ В ПОДЗЕМНЫХ ГОРНЫХ ВЫРАБОТКАХ § 1, ТИПОВЫЕ СХЕМЫ ПЕРЕДАЧИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
На современных шахтах применяют два основных способа передачи электроэнергии в подземные выработки. При первом способе все подземные электроприемники получают питание по кабелям, проложенным по стволу. При втором способе электроприемники, расположенные в пределах околоствольного двора, получают питание аналогичным образом, а все остальные потребители электрической энергии получают питание по кабелям, проложенным в скважинах или в вентиляционных шурфах.
Выбор схемы электроснабжения зависит от многих факторов, основными из которых являются следующие: глубина залегания полезного ископаемого и крепость слагающих пород; общие размеры и способ вскрытия месторождения; количество одновременно разрабатываемых горизонтов, количество и разбросанность участков, применяемая система разработки; количество и мощность электроприводов основных потребителей электроэнергии; величина применяемого напряжения.
В общем случае рекомендуется применение первого способа передачи электроэнергии в подземные выработки, но при глубине залегания до 300 м и обоснованной технико-экономической целесообразности допускается использование второго способа.
Любая из принятых схем должна обеспечивать бесперебойное питание всех потребителей первой категории и безопасность при эксплуатации в подземных выработках, учитывать перспективное развитие горных работ, быть экономически выгодной как при устройстве, так и при техническом обслуживании. Последнее требование может не быть определяющим, так как для условий работы, в шахте главным являются надежность и безопасность.
При любом способе передачи электроэнергии в подземные выработки на всех угольных и сланцевых шахтах, согласно ПБ, применяют кабели только с медными жилами. ЕПБ допускают применение кабелей как с медными, так и с алюминиевыми жилами, за исключением шахт, опасных по газу или пыли.
Максимальное напряжение в подземных выработках шахт не должно превышать 6 кВ и только в отдельных случаях с разрешения Госгортехназдора СССР допускается использовать напряжение 10 кВ.
Принципиальная схема электроснабжения при передаче электроэнергии через ствол показана на рис. 90.
Рис. 90. Принципиальная схема передачи электроэнергии через ствол
Рис. 91. Принципиальные схемы питания электроэнергией через скважины:
а — от КТПН напряжением ниже 1 000 В; б — от КРУН напряжением выше 1000 В
Электроэнергия от КРУ ГПП минимум по двум кабелям подается на вводные КРУ центральной подземной подстанции (ЦПГТ). На поверхности кабели прокладывают в траншеях до устья ствола, а перед вводом кабелей в ствол устраивают специальные окна в шейке ствола на глубине не менее 1 м от поверхности. При этом должна исключаться возможность соприкосновения с металлическими конструкциями надшахтных сооружений.
Подвеска кабелей в стволе должна производиться с помощью хомутов, скоб или иных приспособлений, разгружающих кабель от действия собственного веса.. Приспособления должны иметь такую конструкцию, чтобы при эксплуатации не происходило проскальзывание напусков или петель и не повреждалась защитная оболочка кабеля. Расстояние между местами закрепления кабеля с проволочной броней не должно превышать в вертикальных стволах 7 м, а в наклонных стволах 5 м.
Ввод кабелей в ЦПП выполняют через трубный или специально пройденный ходок. Для прокладки необходимо применять специальные кабели, пропитанные нестекающей массой, с минимальным сечением жил 35 мм2 и максимальным сечением 240 мм2.
РУ-6 (10) кВ должно состоять из КРУ, скомплектованных в две рабочие секции шин, на каждую из которых подается питание от вводных КРУ. При количестве вводов больше двух в ЦПП устанавливают два самостоятельных двухсекционных РУ-6 (10) кВ.
Через КРУ отходящих фидеров ЦПП электроэнергия поступает к электродвигателям напряжением 6 кВ (насосы центрального водоотлива, подземные подъемные установки, стационарные ленточные конвейеры) и к ПУПП участков. Если расстояние до данных потребителей превышает 1 км, то электроэнергия вначале поступает на распределительные подземные пункты высшего напряжения (РПП-6).
Трансформаторы ПУПП понижают напряжение до 0,69— 1,2 кВ для питания соответствующих потребителей. В РПП—0,66— 1,14 кВ устанавливают осветительные трансформаторы и пусковые агрегаты, в которых напряжение с 0,66—1,14 кВ снижается до 0,133 кВ для питания осветительной сети и ручного электроинструмента.
Кабели, проложенные через скважины, могут подавать электроэнергию напряжением до 1000 В и выше 1000 В. В первом случае на поверхности около скважины устанавливают КТПН, а в подземных выработках около скважины располагают РПП напряжением 660 В. Во втором случае на поверхности устанавливают КРУН, а в подземных выработках ПУПП или РПП-6.
Кабель, прокладываемый в скважине, крепят через каждые 2,5 м к стальному тросу, имеющему пятикратный запас прочности. В одной скважине допускается прокладка не более двух кабелей.
Принципиальные схемы подачи электроэнергии в подземные выработки через скважины приведены на рис. 91. Если горные работы ведутся вблизи вентиляционных шурфов, то кабели прокладывают через шурфы.
К основным преимуществам электроснабжения подземных выработок через ствол относятся: использование готовых стационарных выработок; удобство монтажа и систематического контроля за кабелями; возможность централизованного контроля за эксплуатацией кабельных сетей напряжением выше 1000 В и эксплуатацией ПУПП подземных выработок.
К недостаткам следует отнести: большую емкость кабельной сети напряжением 6 кВ, что увеличивает опасность поражения электрическим током; значительные по величине мощности к. з., что вызывает необходимость установки реакторов; значительные потери напряжения при большой протяженности кабельных линий, в результате чего приходится принимать большее сечение жил кабелей, чем рассчитанное по другим критериям; высокую стоимость протяженной кабельной сети 6 кВ.
К достоинствам питания через скважины относятся: снижение величины емкостных токов в сетях напряжением выше 1000 В; сокращение количества ниш для установки оборудования РПП-6 и ПУПП; снижение протяженности и стоимости кабельных сетей и электрооборудования высшего напряжения.
Недостатками этого способа питания являются: затраты на периодическое бурение скважин и монтаж кабелей; затраты на приобретение, монтаж с последующей потерей обсадных труб в скважинах, пройденных по неустойчивым породам; затраты на сооружение и трудности обслуживания воздушных ЛЭП и электрооборудования поверхности, которое может располагаться на значительном расстоянии от промплощадок шахт. Особенно этот недостаток ощутим в ненастную погоду.
Схемы подачи электроэнергии через ствол широко распространены на шахтах угольной промышленности страны. Исключение составляют шахты Подмосковного бассейна, часть шахт Караганды, Кузбасса, Урала, сланцевые шахты Эстонии, где применяют питание через скважины.
