Дальнейшая отработка рудного месторожения после подготовительных проходческих работ механизированным способом. уч пр практика. Введение Предварительное обучение правилам безопасности
 Скачать 97.7 Kb.
|
|
Часть ЭП на поверхности шахты располагается вне основной промплощадки. Электроснабжение этих потребителей и принципы построения схем распределения электроэнергии практически не отличаются от рассмотренных выше. Подстанции и распределительные устройства Трансформаторные подстанции представляют собой электроустановки для преобразования напряжения сетей в целях экономичного распределения ЭЭ между потребителями (электроприемниками) либо дальнейшей ее передачи. Они состоят из следующих базовых элементов: одного или нескольких трансформаторов, РУ высшего напряжения, РУ пониженных [низшего и (или) среднего] напряжений и вспомогательных устройств. На подстанции могут быть установлены реакторы, компенсирующие (КУ) и фильтрокомпенсирующие (ФКУ) устройства. Главную схему подстанций выбирают после проработки схемы СЭС в целом. Окончательно принятая схема подстанции должна обеспечивать: 1) надежное электроснабжение присоединенных к подстанции потребителей в нормальном и послеаварийном режимах в соответствии с их категориями; 2) надежный транзит мощности через РУВН ГПП; 3) экономически целесообразное значение КЗ на стороне низшего и среднего напряжения; 4) возможность поэтапного расширения подстанции; 5) возможность автоматизации в экономически целесообразном объеме. Трансформаторы на ГПП устанавливают, как правило, не более двух. Мощность каждого трансформатора выбирают 0,65—0,75 суммарной максимальной нагрузки подстанции на период освоения шахтой проектной мощности. В случае повреждения одного трансформатора второй должен с допустимой перегрузкой обеспечивать нормальное электроснабжение потребителей. При росте нагрузок мощности двухтрансформаторных подстанций увеличивают, как правило, путем замены трансформаторов на более мощные. Пропускная способность аппаратуры и проводников в главных цепях трансформаторов не должна ограничивать такую возможность. При высшем напряжении 110 кВ на ГПП обычно устанавливают специальные трехобмоточные трансформаторы ТДТНШ с напряжением вторичных обмоток 6,3 и 6,6 кВ. Трансформаторы ТДТНШ предназначены для СЭС шахт с обособленным питанием подземных ЭП и обеспечивают повышение безопасности и надежности применения электроэнергии. Схемы распределения устройств высшего напряжения РУВН определяются положением подстанции в сети (проходная, на ответвлениях, концевая), напряжением и числом присоединений. Нормы технологического проектирования подстанций ориентируются на обязательное применение типовых схем. К примеру, для РУ высшего напряжения 35— 220 кВ ГПП угольных шахт рекомендуется применять преимущественно упрощенные (блочные и мостиковые) схемы, т.е. схемы без сборных шин, и, как правило, выключателей на стороне высшего напряжения. Блочную схему рекомендуется применять для концевых (тупиковых) подстанций напряжением до 330 кВ или ответвительных подстанций, присоединяемых к одной или двум линиям до 220 кВ включительно. Ремонтная перемычка из разъединителей обеспечивает возможность присоединения обоих трансформаторов к одной линии при ремонте второй. Распределительные устройства высшего напряжения проходных (транзитных) подстанций 35—220 кВ на линиях с двусторонним питанием рекомендуется выполнять по схеме мостика с выключателем в перемычке и ремонтной перемычкой из двух нормально отключенных разъединителей (ремонтная перемычка при напряжении 35 кВ может не устанавливаться). При такой схеме в случае повреждения одной из линий отключению подлежит поврежденный участок вместе с трансформатором. Работа трансформатора может быть быстро восстановлена после отключения разъединителя поврежденной линии и повторного включения выключателя. В случае повреждения трансформатора и отключения соответствующего участка линии поврежденный трансформатор должен быть отсоединен, а линия включена вновь. При тяжелых климатических условиях, когда установка отделителей и короткозамыкателей недопустима, типовые унифицированные схемы РУВН ГПП несколько видоизменяются — вместо отделителей устанавливаются выключатели. Такие схемы применяют при напряжении 110 и 220 кВ. Схемы распределительных устройств среднего напряжения. Для ГПП угольных шахт в качестве среднего напряжения применяют напряжение 35 кВ. Этого обычно достаточно, чтобы комплексно решить задачу электроснабжения близлежащих потребителей (сельское хозяйство, насосные общего назначения и т. п.). Для РУ напряжением 35 кВ таких подстанций при числе присоединений до двенадцати включительно рекомендуется применять одиночную секционированную систему шин. При большем числе присоединений допускается схема с двумя системами сборных шин. Схемы распределительных устройств низшего напряжения РУНН строят с учетом обособления питания подземных ЭП и ограничения влияния мощных тиристорных приводов подъемных установок на другие ЭП. Как и схемы РУВН, схемы РУНН унифицированы. Подразделяются они по числу одиночных секционированных шин на три типа: 1) схема РУ 6—10 кВ с одиночной секционированной выключателем системой шин (рисунок 1, здесь и далее разъединители для упрощения не показаны) применяется при двух трансформаторах, присоединенных каждый к своей секции шин. Для ограничения тока КЗ секционный выключатель при нормальной работе должен быть разомкнут. При необходимости дальнейшего ограничения тока КЗ применяют токоограничивающие реакторы; 2) схема РУ 6-10 кВ с двумя одиночными системами сборных шин, секционированных выключателями (рисунок 2), обеспечивает обособленное питание подземных ЭП с помощью разделительных трансформаторов типа ТМШ и выделение ЭП с нелинейными ударными нагрузками на отдельные секции шин. Такая схема реализуется с помощью трансформаторов с расщепленными обмотками либо сдвоенных реакторов и двухобмоточных трансформаторов секционированной выключателем; 3) схема РУ 6—10 кВ с тремя или четырьмя одиночными системами шин, секционированных выключателями, может быть создана с помощью двух трансформаторов с расщепленными обмотками и сдвоенных реакторов (рисунок 3). Достоинство этой схемы РУ состоит в том, что для обособленного питания подземных ЭП не требуются специальные разделительные трансформаторы типа ТМШ и уменьшено отрицательное влияние нелинейных нагрузок на другие ЭП. Для центральных распределительных пунктов (ЦРП) и распределительных пунктов стационарных установок (подъемные, вентиляторные, компрессорные станции) обычно применяют одиночную систему сборных шин, секционированную выключателем. Помимо РУ ГПП, ЦРП и РП на угольных шахтах применяют одно или двухтрансформаторные распределительные комплектные (КТП) и стационарные (ТП) подстанции. Распределительные устройства на первичном напряжении для этих подстанций обычно не устраивают. При радиальном питании кабельными линиями по схеме блок «линия — трансформатор» используют глухое присоединение трансформаторов. При магистральном питании КТП (ТП) установка отключающего аппарата перед трансформатором обязательна, если не обеспечивается полное взаиморезервирование установленных на подстанции трансформаторов. Мощность трансформаторов КТП и ТП следует принимать из расчета их загрузки в нормальном режиме до 80%. При питании от них потребителей категории I и II по надежности электроснабжения допускается загрузка трансформаторов на 65—70%. При этом 100%-ный резерв мощности необходимо предусматривать только для потребителей категории I. Промышленностью изготавливаются КТП с трансформаторами мощностью от 25 до 1600 кВ·А. Распределительные устройства высокого напряжения КТП представляют собой шкафы ввода высшего напряжения. Распределительные устройства низкого напряжения (до 1000 В) комплектуют из шкафов различного назначения: вводных, секционных, отходящих линий. Схемы главных цепей и типы автоматических выключателей, которыми комплектуются шкафы низкого напряжения, зависят от мощности трансформатора и завода-изготовителя КТП. Размещение подстанций и конструкции распределительных устройств теснейшим образом связаны с мощностью и расположением ЭП на промплощадке шахты, климатическими факторами, с характером среды производственных помещений, где они сооружаются. Учитываются также насыщенность производственных помещений технологическим оборудованием, архитектурно-строительные условия, пожаро, взрыво и электробезопасность. Трансформаторные подстанции стремятся устанавливать в центрах электрических нагрузок, а распределительные пункты - так, чтобы не было обратных потоков энергии. Типовыми проектами для ГПП 35—220 кВ угольных шахт предусматривается сооружение открытых распределительных устройств высокого напряжения ОРУ и наружная установка трансформаторов. При этом, чтобы исключить воздействие пыли на изоляцию электрооборудования и ошиновки, должны соблюдаться следующие минимальные расстояния от ОРУ 35—220 кВ и трансформаторов до источников загрязнения: а) до породного отвала — не менее 100 м; б) до диффузоров всасывающих вентиляторов, открытых угольных складов и погрузочных пунктов для угля — не менее 50 м. Изоляцию электрооборудовании и ошиновки выбирают как для районов с IV степенью загрязнений атмосферы. Если при таком усилении изоляции ОРУ надежность работы подстанции неудовлетворительна, то сооружают подстанции закрытого типа. При этом для уменьшения объемов строительной части подстанций рекомендуется принимать к установке в РУ 35—220 кВ аппаратуру с элегазовым заполнением и применять сухие кабели с полиэтиленовой изоляцией па напряжение 35—220 кВ. Закрытые подстанции рекомендуется сооружать также в районах Воркуты, Норильска и Инты. Удорожание закрытых подстанций в известной степени компенсируется за счет повышения надежности (благодаря лучшим условиям работы изоляции и механической части приводов отделителей, короткозамыкателей и разъединителей), сокращения эксплуатационных расходов на чистку изоляции, снижения стоимости оборудования, сокращения затрат в связи с уменьшением занимаемой площади, особенно при многоэтажном исполнении. При напряжении питающих ЛЭП 35—110 кВ в целях сокращения объемов строительной части и электромонтажных работ во всех случаях, когда это согласуется с главной схемой и назначением подстанции, необходимо применять комплектные трансформаторные подстанции блочного типа КТПБ-35 и КТПБ-110. Распределительные устройства низшего напряжения ГПП выполняют открытыми либо закрытыми. При числе присоединений более 25 во всех случаях рекомендуется применение РУ закрытого типа (ЗРУ). Возможны новые решения компоновки подстанции. Подстанция имеет двухъярусную компоновку с расположением ОРУ на верхних перекрытиях кровли ЗРУ. При такой конструкции использованы все достоинства типового проекта по схеме электрических соединений и установке оборудования, а также учтена специфика СЭС угольных шахт. Площадь застройки для ГПП 150/35/6 кВ новой конструкции составила 2800 м2, что на 3900 м2 меньше площади, которую занимает аналогичная подстанция, выполненная по типовому проекту. Схема главных соединений ОРУ-150 кВ выполнена по блочной схеме. Силовые трансформаторы 150/35/6 кВ мощностью 25 МВ·А установлены открыто у стены ЗРУ 6 кВ. Для обособленного электроснабжения подземных ЭП установлены разделительные трансформаторы 6/6,3 кВ мощностью по 4000 кВ·А. В ЗРУ кроме КРУ размещаются панели управления и защиты, аппаратура телемеханики, шкафы управления оперативным током ШУОТ, статические конденсаторы, КТП 6/0,4—0,23 кВ. Компоновка РУ ГПП обеспечивает удобный подход воздушных линий напряжением 150 и 35 кВ, токопроводов 6 кВ и эстакады для кабелей. Помимо уменьшения площади отводимых под ГПП земель и сокращения капитальных затрат применение двухъярусной компоновки улучшает компактность планировки поверхности шахты, позволяет приблизить ГПП к центру электрических нагрузок и блокировать ГПП с производственными цехами. В целях наибольшего приближения к ЭП распределительные пункты напряжением 6-10 кВ и трансформаторные подстанции рекомендуется встраивать или пристраивать к технологическим помещениям. Конструкция их должна быть закрытая (открытая установка маслонаполненных трансформаторов допускается только у стен зданий с производствами категорий Г и Д). Встройку и пристройку КТП (ТП) к взрывоопасным помещениям необходимо производить с учетом требований ПБ в угольных и сланцевых шахтах и ПУЭ. Очень часто по условиям технологии и пожаровзрывобезопасности технологических помещений КТП (ТП) блокируют с РУ 6—10 кВ ГПП. Во всех случаях, когда позволяют размеры помещений и условия среды, вместо стационарных следует устанавливать комплектные трансформаторные подстанции. 2.2. Кабельные сети на руднике Электрические кабели в шахтах вследствие их большой протяженности являются наиболее уязвимым элементом электрооборудования, поэтому в обеспечении безопасности значительную роль играет соответствие кабеля условиям его эксплуатации. Конструкция кабеля в значительной степени определяет безопасную работу кабельной сети. Для передачи и распределения электроэнергии в подземных выработках применяются бронированные и гибкие кабели. Электроснабжение потребителей, установленных в подземных выработках, в соответствии с правилами безопасности осуществляется с помощью кабелей с негорючими или защитными покровами, не распространяющими горение. Для стационарной прокладки используются кабели с медными или алюминиевыми жилами в свинцовой или алюминиевой оболочке, бронированные специальными проволоками. При наличии в выработках активной среды по отношению к алюминию кабели с алюминиевой оболочкой должны иметь усиленный антикоррозионный покров заводского исполнения. Применение кабелей в алюминиевой оболочке и с алюминиевыми жилами в шахтах, опасных по газу и пыли, не разрешается. Для прокладки в вертикальных и наклонных выработках (уклон более 45°) применяют в основном бронированные кабели специального исполнения, так как при такой прокладке кабель испытывает значительные растягивающие усилия, что может привести к его разрыву. При прокладке кабелей в указанных выработках подвеска выполняется с использованием приспособлений, разгружающих кабель от действия собственной силы тяжести. Расстояние между точками крепления в наклонных выработках — не более 3 м, в вертикальных выработках — не более 6,5 м. По вертикальным стволам с деревянной крепью, по наклонным стволам, уклонам, подающим свежую струю и оборудованным рельсовым транспортом, прокладка силовых кабелей не разрешается. Над почвой в горизонтальных и наклонных выработках (угол наклона до 45°), закрепленных металлической или деревянной крепью, бронированные кабели прокладываются не жестко — с провесом. Расстояние между точками подвески должно быть не более 3 м, а между кабелями — не менее 5 см. Кабель располагается на такой высоте, чтобы исключить возможность его повреждения транспортными средствами и чтобы в случае срыва с подвески он не мог упасть на рельсы, решетки и т. п. Жесткое крепление кабелей допускается только в выработках, закрепленных бетонной, кирпичной или подобной крепью, а также в выработках, не требующих крепления. Если в случае необходимости кабель прокладывается по почве, то он должен быть защищен от повреждений прочным ограждением из несгораемого материала. Питание электрических машин и механизмов в очистных блоках может осуществляться с применением гибких кабелей. Гибкие кабели подвешиваются нежестко с выполнением требований, указанных ранее для подвески бронированных кабелей. Около машины гибкий кабель на протяжении не более 15 м может быть проложен по почве выработки, но таким образом, чтобы исключить возможность его повреждения машиной. Гибкий кабель, находящийся под напряжением, не должен складываться в бухты или восьмерки, а должен быть в растянутом и подвешенном состоянии. При прокладке гибких кабелей запрещается их размещение на одной стороне выработки с вентиляционными резиновыми трубами. С машинами и электрическими аппаратами кабели соединяются только с помощью соединительных муфт. После окончания работы передвижных машин и механизмов гибкий кабель отключается на ближайшем распределительном пункте. Для контроля изоляции кабелей применяют защиту с помощью реле утечки. Однако установка реле утечки не освобождает обслуживающий персонал от периодического контроля за состоянием изоляции кабельной сети. При осмотре гибких кабелей проверяется, не имеет ли наружная оболочка кабеля порезов, проколов и других повреждений. Поврежденный кабель должен немедленно отключаться. В подземных условиях дефекты кабеля можно обнаружить не всегда, поэтому кабель периодически выдают на поверхность для осмотра. Поврежденный кабель подлежит ремонту с последующим механическим испытанием. 2.3. Пусковая и защитная аппаратура Для обеспечения безаварийной эксплуатации в подземных условиях к шахтным электроустановкам предъявляются повышенные требования по сравнению с общепромышленными. Наибольшее влияние на работу электрооборудования в шахтах оказывают следующие факторы: - Взрывоопасность рудничной атмосферы из-за содержания в ней горючих газов и угольной пыли, способной проводить электрический ток; - Значительная влажность воздуха, которая обусловливает повышенное потоотделение, способствующее поражению обслуживающего персонала электрическим током; - Ограниченность пространства в подземных выработках и возможность обрушения пород, требующие создания электрооборудования незначительных габаритов и повышенной механической прочности; - Непрерывное перемещение горных работ в пространстве, требующее быстрого перемонтажа электрооборудования и кабельных сетей; - Передача электроэнергии в шахтах только по кабельной сети; - Наличие блуждающих токов и зарядов статического электричества; - Необходимость непрерывной работы вентиляторов главного проветрирования, центрального водоотлива, клетевого подъема. Магнитные пускатели С помощью магнитных пускателей выполняют: - Местное управление двигателем с помощью кнопок, встроенных в пускатель; - Дистанционное управление и реверсирование двигателя специальными реверсивными пускателями ПМВИР; нулевую защиту; - Защиту подключенных к пускателю кабелей от токов короткого замыкания; - Защиту от самопроизвольного включения контактора пускателя при замыкании между собой проводов управления; - Контроль целостности заземляющей жилы гибкого кабеля, через который электроприемник подключен к пускателю, а также контроль максимально допустимой величины сопротивления заземляющей цепи установки; - Отключение контактора пускателя под действием температурного реле, встроенного в подключенный к пускателю электродвигатель; взаимную электрическую блокировку последовательности включения пускателей, управляющих взаимосвязанными машинами, составляющими одну технологическую цепь; - Питание светильников местного освещения; - Ограничение частоты включения пускателя до 1200 включений в час (кроме пускателя ПМВИ-61); - Сигнализацию о срабатывании блокировочного реле утечки тока (БРУ) и проверку его исправности. Кроме кнопочных постов элементами пускателя являются контакторы и блокирующая аппаратура. Аппаратура высокого напряжения К аппаратуре высокого напряжения (свыше 1000 В) относятся комплексные распределительные устройства (КРУ), которые состоят из отдельных закрытых взрывобезопасных ячеек, содержащих внутри все необходимые элементы коммутационной и защитной аппаратуры. Они применяются для комплектования центральных подземных подстанций (ЦПП), участковых распределительных пунктов (УРП) и одиночных высоковольтных потребителей (трансформаторов, двигателей, кабельных линий). В зависимости от назначения ячейка КРУ бывает: - Вводной — для подвода электроэнергии к распределительному пункту высокого напряжения; - Фидерной — для питания отдельных высоковольтных кабелей; - Секционной — для коммутации и защиты отдельных секций шин распределительного пункта высокого напряжения. По способу управления ячейки КРУ подразделяются на две модификации: с ручным приводом для местного управления УРВМ и с моторно-пружинным приводом для дистанционного управления РВД. Необходимо отметить, что ячейки УРВМ сняты с производства, но еще используются на угольных шахтах. Недостатком этих КРУ является наличие масляных выключателей, в связи с чем требуется сооружать капитальные помещения. В настоящее время разработаны ячейки с воздушным электромагнитным выключателем и многощелевой камерой. Ячейки КРУ типа ЯВ-6400В не требуют сооружения специальных камер и допускают установку в открытых нишах. Предполагается освоить в промышленном производстве взрывобезопасные высоковольтные ячейки с вакуумными камерами на напряжение 6 кВ. Этот тип высоковольтных ячеек имеет высокую механическую и электрическую износостойкость по сравнению с взрывобезопасными ячейками с гашением дуги в воздухе. 2.4. Рудничное освещение Нормальная освещенность рабочего места повышает производительность труда, создает безопасные условия для работающих. Она позволяет своевременно оценить состояние условий труда и выбрать правильное решение в постоянно изменяющейся обстановке при выполнении большинства процессов и операций в подземных выработках. Освещение промплощадки и поверхностных сооружений, кроме вентиляционных, осуществляется по общим для промышленных предприятий нормам. Осветительные установки выполняются в соответствии с Правилами устройства электроустановок. В здании подъемной установки оборудуется дополнительное аварийное освещение от аккумуляторной батареи или другого независимого источника питания. В других зданиях и местах, указанных в ПБ, в качестве аварийного освещения могут использоваться индивидуальные шахтные светильники. Перечень освещаемых выработок, нормы освещенности и типы применяемых светильников для подземных условий устанавливаются Правилами технической эксплуатации шахт. В шахтах применяют два вида источников света: сетевые электросветильники и переносные аккумуляторные светильники. Сетевое электрическое освещение подразделяется на стационарное, полустационарное и местное. Стационарное освещение действует в течение всего срока службы выработки. Полустационарное освещение отличается от стационарного тем, что осветительную установку переносят по мере подвигания забоя. Местное освещение применяется на передвижных машинах—очистных или проходческих комбайнах, шахтных локомотивах. В светильниках используются лампы накаливания и люминесцентные лампы. По степени безопасности применения различают следующие рудничные светильники: в нормальном исполнении (РН) для шахт, не опасных по взрыву газа или пыли; повышенной надежности (РП) для использования на свежей струе в шахтах, опасных по газу; взрывобезопасные (РВ) для выработок, опасных по взрыву газа или пыли. В шахтах применяют стационарные светильники в нормальном исполнении: РН-60, РН-100, РН-200 и др. Электрооборудование для шахтного освещения включает также специальные осветительные трансформаторы, пусковую аппаратуру, кабели и кабельную арматуру. Для питания подземных осветительных установок применяется напряжение 220 В, а для питания встроенных в очистные и проходческие комбайны источников местного освещения— напряжение 127 В. Ручные переносные светильники допускается применять при напряжении не свыше 36 В. Переносным аккумуляторным светильником обеспечивается каждый человек, спускающийся в шахту. Общее количество индивидуальных светильников на шахте должно превышать численность списочного состава трудящихся не менее чем на 10 Правила безопасности требуют, чтобы каждый светильник имел номер и был постоянно закреплен за определенным рабочим или инженерно-техническим работником. Светильники хранятся в шахтных ламповых, где установлены зарядные станции. Применяемые типы светильников и зарядных станций позволяют осуществлять работу ламповых но принципу самообслуживания. В состав ламповой входит помещение для хранения индивидуальных самоспасателей. От остальных помещений административно-бытового комбината ламповая отделяется несгораемыми стенами с металлическими дверьми. 2.5. Заземление рудничного оборудования Защитное заземление должно обеспечивать защиту людей от поражения электрическим током при прикосновении к металлическим нетоковедущим частям электрооборудования или устройствам, которые могут оказаться под напряжением в случае повреждения изоляции. Заземлению подлежат металлические части электроустановок, нормально не находящиеся под напряжением, которые могут оказаться под напряжением в случае повреждения изоляции, а также трубопроводы, сигнальные тросы и другие протяженные металлокоммуникации, расположенные в выработках, в которых имеются электроустановки. С защитной заземляющей системой допускается не соединять нетоковедущие части оборудования, у которого применены защитное разделение, защитная изоляция или безопасное сверхнизкое напряжение. Запрещается в шахтах применять сети с глухозаземленной нейтралью, за исключением трансформаторов, предназначенных для питания преобразовательных устройств контактных сетей электровозной откатки. Подсоединение других потребителей и устройств к таким трансформаторам и питаемым от них сетям запрещается. Соединение с землей посредством компенсационных защитных или измерительных устройств или соединение с землей прибором для измерения сопротивления электрической изоляции заземлением сети не считается. В искробезопасных цепях заземление должно выполняться согласно требованиям ГОСТ 22782.5, 2.6. Сигнализация, связь и автоматика на руднике Предприятия горнодобывающей отрасли являются объектом повышенной опасности работ и технологического риска. Это связано с подземным характером ведения работ и с производственными процессами. В связи с высоким уровнем аварийности и травматизма были сформулированы жесткие требования к системам подземных коммуникаций, часть из которых регламентирована государственными НПБ. Эффективность функционирования предприятий горнодобывающих отраслей промышленности и уровень безопасности труда на них во многом определяются возможностями и состоянием используемых систем подземной связи. Шахтное и рудничное оборудование связи осуществляет: контроль и управление технологическими и производственными процессами; мониторинг персонала; аварийное оповещения в случае ЧС; поиск застигнутых аварией людей при проведении спасательных работ и ликвидации аварий. Безопасность работы под землей напрямую зависит от качества специализированного оборудования. Оно должно обеспечивать передачу сигналов с минимальным уровнем помех и шумов, работать от сетевого напряжения либо от встроенных аккумуляторов. Решения по обеспечению предприятий горнодобывающей отрасли системами связи и видеонаблюдения компания «Коммуникации» разрабатывает индивидуально под каждого заказчика и реализует на базе выбранного профессионального оборудования. Функционал возможных систем радиосвязи наблюдения позволяет: оптимизировать процесс управления добычей полезных ископаемых благодаря наличию подвижной радио- и радиотелефонной связи; увеличить производительность труда за счет оперативной координации действий горных мастеров; повысить безопасность труда шахтеров; повысить эффективность использования горно-шахтного оборудования за счет сокращения простоев; эффективно управлять перемещением транспорта за счет использования подвижной радиосвязи между горным диспетчером и машинистами электро- и дизелевозов и водителями самоходной техники, а также осуществлять оперативный контроль за местоположением транспортных средств в шахтных выработках в реальном масштабе времени; управлять подземным электрооборудованием; организовать дистанционный контроль за перемещением персонала в подземных выработках; автоматизировать табельный учет персонала на предприятии. 3. Горная механика 3.1. Вентиляторные установки Типы шахтных вентиляторов Индивидуальными характеристиками вентилятора являются зависимости давления, мощности и к. п. д. от подачи. Современные вентиляторы обладают средствами изменения индивидуальных характеристик: осевые — регулируемыми спрямляющими аппаратами и рабочими колесами с регулируемыми углами установки лопаток, центробежные — регулируемыми направляющими аппаратами и регулируемым приводом. Индивидуальные характеристики образуют поле рабочих режимов вентиляторов. Область промышленного применения поля режимов ограничивается условиями экономичной и устойчивой работы вентиляторов. Вентиляционная установка главного проветривания может работать экономично только при условии, если ее к. п. д. не ниже 0,6, а установка местного проветривания — при минимальном значении к. п. д. 0,5. Область промышленного применения (экономичной работы) вентилятора характеризует его возможные экономичные режимы в процессе длительной эксплуатации. В этом отношении наиболее широкую область экономичной работы, а следовательно и наибольшую глубину регулирования имеют Центробежные вентиляторы с регулированием скорости вращения турбины (колеса) и осевые с регулируемым углом установки лопаток рабочего колеса. Шахтные вентиляционные установки Все применяемые на шахтах вентиляторы могут работать или на всасывание, или на нагнетание в зависимости от того, куда подключена вентиляционная сеть (воздуховод) — к вентилятора или со стороны нагнетания. Вентиляторы могут подключаться для работы на сеть параллельно друг другу (в основном для увеличения подачи в сеть воздуха) и последовательно (для значительного увеличения давления в сети при сравнительно небольшом приросте подачи). При этом должны применяться однотипные вентиляторы с одинаковыми характеристиками. Вентиляционная установка должна работать непрерывно. Для этого она должна постоянно обслуживаться машинистом или быть полностью автоматизированной при высвечивании всех параметров работы вентилятора на табло в диспетчерском пульте. Остановить работающий вентилятор имеют право только лица, которые обладают соответствующими полномочиями, записанными в их должностных инструкциях. При этом они должны соблюдать установленные для каждого рода вентиляционных установок специальные правила. Остановка работающего вентилятора лицом, не имеющим на это право, должна рассматриваться как чрезвычайное происшествие, а самопроизвольное отключение — как авария, требующая немедленного разбирательства. Фактические показатели работы каждой вентиляционной установки должны периодически измеряться прикрепленными лицами или автоматически записываться приборами и сверяться с проектными показателями. Главная вентиляционная установка должна состоять из двух самостоятельных и однотипных агрегатов (один в резерве, другой в работе). На негазовых шахтах допускается установка одного вентилятора с резервным двигателем. Правила безопасности требуют, чтобы главная вентиляционная установка была способна не более чем за 10 мин «опрокинуть» воздушную струю, т. е. изменить движение воздуха в проветриваемых выработках на обратное. Это иногда необходимо при возникновении пожара или взрыва в шахте. Подача воздуха в реверсивном режиме ГВУ не должна быть меньше 60% подачи при нормальном режиме работы. Реверсирование производится при помощи обводного вентиляционного канала, специальных ляд и шиберов, устанавливаемых на каналах и у диффузоров вентиляторов, без изменения направления вращения рабочего колеса работающего вентилятора. Осевые вентиляторы можно реверсировать изменением направления вращения рабочего колеса (если это допускается их технической характеристикой и подача воздуха в обратном направлении составляет не менее 60% нормальной). В опытно-учебных целях реверсирование вентиляционной струи производится не реже двух раз в год (летом и зимой) в периоды наибольшего влияния естественной тяги на проветривание шахты. Оно также обязательно при замене вентиляторов или существенном изменении схемы проветривания шахты. Проверка исправности реверсивных и герметизирующих устройств осуществляется ежемесячно. 3.2. Водоотливные установки Удаление воды из горных выработок осуществляется с помощью специального оборудования — водоотливных установок. Водоотливные установки шахт по условиям эксплуатации насосных станций разделяют на установки промышленного и коммунального водоснабжения. Они характеризуются высоким давлением в ставах труб, большой подачей насосных агрегатов, наличием загрязненных и кислотных рудничных вод, ограниченными размерами горных выработок и пр. По своему назначению водоотливные установки в шахтах подразделяются на главные и участковые, или вспомогательные. Главные водоотливные установки предназначены для откачки суммарного притока воды в шахту, а вспомогательные, или участковые, — для перекачки воды из отдельных участков шахты в водосборник главного водоотлива или в некоторых случаях — на поверхность шахты. При проходке стволов шурфов и при небольших притоках воды откачка иногда производится бадьями, а обычно — проходческими подвесными насосами. Согласно требованиям Правил безопасности, главные и участковые водоотливные установки должны иметь водосборники, состоящие из двух и более выработок. Вместимость водосборников главного водоотлива должна быть рассчитана не менее чем на 4-часовой нормальный приток, а участковых — на 2-часовой приток. Насосная камера главного водоотлива должна соединяться: со стволом шахты — наклонным ходком, место введения которого в ствол должно быть расположено не ниже 7 м от уровня пола насосной камеры; с околоствольным двором — ходком с герметичной дверью; с водосборником — посредством устройства, позволяющего регулировать поступление воды и герметизировать насосную камеру. При притоках менее 50 м /ч допускается устройство участковых водоотливных установок без специальных камер, и по усмотрению главного инженера шахты допускается иметь водосборники, состоящие из одной выработки. Загрязненная шахтная вода в водосборниках подвергается очистке и осветлению. В процессе отстаивания воды водосборники загрязняются осевшим илом, в результате чего уменьшается их полезный объем и сокращается их поперечное сечение. Для обеспечения нормальной работы водоотливного комплекса водосборники необходимо чистить. Для того чтобы водосборник можно было чистить без остановки водоотливной установки, его делят на две части, надежно отделенные одна от другой. Главные водоотливные установки и установки в основных выработках с притоком воды более 50 м3/ч должны быть оборудованы не менее чем тремя насосными агрегатами. Подача каждого агрегата или группы рабочих агрегатов, не считая резервных, должна обеспечивать откачку нормального суточного притока воды не более чем за 20 ч. При проходке или углубке стволов, независимо от притока воды, допускается применение одного подвесного насоса при обязательном наличии второго насоса вблизи ствола. Главная водоотливная установка должна быть оборудована не менее чем двумя напорными трубопроводами, из которых один является резервным, а для участковых водоотливных установок допускается иметь один трубопровод. Трубопроводы должны быть закольцованы и снабжены задвижками, позволяющими переключить насосные агрегаты на любой из трубопроводов. В действующих гидрошахтах, где гидроподъем угля осуществляется углесосами и шахтный приток поступает в приемный пульповодо-сборник, дополнительные водоотливные установки могут отсутствовать. Кроме приемного пульповодосборника, должны устраиваться аварийные пульповодосборники вместимостью, рассчитанной на 8-часовой нормальный приток шахтных вод и на максимальное количество (согласно проекту) технической воды и пульпы, которые могут содержаться во всех пульповодопроводах шахты. На шахтах должен быть установлен строгий контроль за исправностью водоотливных установок. Все водоотливные установки не реже одного раза в сутки должны осматриваться ежесуточно лицами, назначенными главным механиком шахты. Главная водоотливная установка должна осматриваться не реже одного раза в неделю старшим механиком и не реже одного раза в две недели — главным механиком шахты. Не реже одного раза в год должна производиться ревизия и наладка главной водоотливной установки специализированной организацией, о чем должен составляться акт, который утверждается главным механиком производственного объединения (комбината, треста). Вода, стекаемая по шахтному стволу, собирается в зумпф. 3.3. Пневматические установки Пневматическая установка представляет сложный комплекс энергомеханического оборудования, предназначенного для получения сжатого воздуха и подачи его к различным потребителям на горных предприятиях. Сжатый воздух как энергоноситель (пневматическая энергия) используется в приводе бурильных, выемочно-погрузочных, транспортных и других вспомогательных машин, и агрегатов, применяемых при добыче полезных ископаемых. Кроме того, сжатый воздух может выступать в качестве главного элемента технологического процесса, когда речь идет о пневматическом транспорте и эрлифтном подъеме горных пород, а также некоторых способах обогащения полезных ископаемых. Масштабы применения пневматической энергии на современных горных предприятиях определяются ее главными технологическими особенностями – низким коэффициентом полезного действия пневматических установок как трансформаторов энергии, с одной стороны, и ее безопасностью при использовании в шахтах, опасных по газу и пыли, с другой стороны. Кроме того, в ряде случаев пневматический привод упрощает конструкцию машин и агрегатов, способствуя их компактности и более высокой эксплуатационной надежности, и экономической эффективности, что наглядно иллюстрирует пример буровых машин ударного и ударно-вращательного действия. Несмотря на ограниченность области эффективного применения энергии сжатого воздуха, пневматические установки остаются важным техническим атрибутом энергомеханического хозяйства горных предприятий. Потребность в сжатом воздухе непосредственно в шахте или карьере удовлетворяется в большинстве случаев индивидуальными компрессорными агрегатами или передвижными пневматическими установками. Горные и горнопроходческие работы на шахтах, опасных по газу и пыли, а также оборудование промплощадок обогатительных фабрик, шахт и карьеров обеспечиваются сжатым воздухом, как правило, от стационарных пневматических установок по разветвленным сетям воздухопроводов. 3.4. Подъемные установки Шахтные и рудничные подъемные установки предназначены для выдачи на поверхность добываемого угля и получаемой при проходке горных выработок породы, быстрого и безопасного спуска и подъема людей, транспортирования крепежного леса, горношахтного оборудования и материалов. На крупных шахтах и рудниках, как правило, имеются две-три действующие подъемные установки, и каждая из них предназначена для определенных целей, а не является резервом другой. От надежной, бесперебойной и производительной работы шахтного подъема зависит ритмичная работа всей шахты в целом, поэтому из всего комплекса электромеханического оборудования шахты к подъемным установкам предъявляют особые требования в отношении надежности и безопасности работы. Современные шахтные подъемные машины являются одними из наиболее мощных стационарных установок на шахте. Мощность электропривода подъемной машины достигает 1000 кВт, а крупных – 2000 кВт и выше. Электропривод подъемных установок потребляет до 40% всей электроэнергии, расходуемой шахтой. Подъемные машины устанавливают на весь срок эксплуатации шахты. Вес подъемных машин составляет от 20 до 300 т. Скорость движения подъемных сосудов в стволе достигает 15–20 м/сек (54–72 км/час) и близка к скорости движения железнодорожных составов.К подъемному оборудованию относятся: подъемные машины, подъемные сосуды и канаты, разгрузочные и загрузочные устройства и др. Горные машины и комплексы. 4.1. Перфораторы. В зависимости от условий применения, массы и конструкции пневматические перфораторы подразделяются на три группы: переносные, колонковые и телескопные. В соответствии с ГОСТом 10750-80 предусматривается выпуск четырех типов переносных перфораторов: ПП36В, ПП50В, ПП54ВБ, ПП63СВП. Переносные перфораторы различаются по мощности, массе, конструктивным особенностям и принципу действия. Перфоратор состоит из ударно-поворотного механизма, пускового, воздухораспределительного и промывочного устройств, собранных в одном корпусе. В переносных перфораторах применяется поворотный механизм зависимого действия с геликоидальным стержнем (задний поворот). Воздухораспределительное устройство клапанного типа. Перфораторы типа ПП36, ПП54 и ПП63 имеют фланцевый клапан, а ПП50В1 - клапан в виде плоской шайбы. Для предотвращения самопроизвольного выпадания буровой штанги из шестигранного гнезда поворотной буксы, перфораторы имеют буродержатель. Для защиты от вибрации и шума перфораторы снабжены виброгасящим устройством и глушителем шума. Колонковые перфораторы предназначены для бурения шпуров и скважин любого направления в крепких породах. Это машины повышенной мощности, использование их по назначению возможно лишь с распорных колонок, либо манипуляторов. Подача перфоратора на забой обеспечивается механическим способом посредством специального устройства. Параметры буримых шпуров и скважин: диаметр - до 85 мм; глубина - до 50 м; коэффициент крепости пород - до 20. Телескопные перфораторы предназначены для бурения восстающих шпуров и скважин (с отклонением от вертикали до 45°) в породах любой крепости на очистных и проходческих работах. Для проходки восстающих выработок телескопными перфораторами используют проходческие комплексы типа КПВ или КПРС. 4.2. Буровые станки и буровые каретки. передвижная установка для механизированного бурения шпуров и скважин из подземных горных выработок. Выпускаются Б. к.: для вращательного бурения электросвёрлами в породах ниже ср. крепости; для вращательно-ударного бурения специальными бурильными машинами в средних и крепких породах; для ударно-поворотного бурения колонковыми бурильными молотками в породах любой крепости. На Б. к. применяют длинноходовые, канатно-поршневые, цепные или винтовые податчики, позволяющие бурить шпур или скважину глубиной до 2,5 м одним буром, что сокращает время вспомогательных операций. Б. к. применяются при проходке выработок и в очистных забоях для отбойки руды в камерах Последние имеют несколько буровых машин (до четырёх) и обуривают забои большой высоты (до 12 м). Б. к. для бурения в горизонтальных выработках состоит из платформы на пневматическом, колёсно-рельсовом или гусеничном ходу, на которой монтируется один или несколько гидравлических или винтовых манипуляторов с автоподатчиками и установленными на них бурильными машинами. (Б. к. закрепляется рельсовыми захватами (каретка на колёсно-рельсовом ходу) или гидродомкратами. Для бурения взрывных скважин диаметром 60—70 мм и глубиной до 50 м созданы самоходные Б. к., на которых устанавливают один или два бурильных молотка с независимым вращением инструмента. Разработаны Б. к. для обуривания забоев вертикальных стволов шахт,(представляющие собой складывающуюся раму, раскрепляемую в забое домкратами. После обуривания забоя рама поднимается к подвесному полку. Б. к. заменяют малопроизводительное ручное бурение и создают предпосылки для многомашинного автоматизированного бурения шпуров и скважин. |