8.3.7. Електропостачання підземних гірничих робітчерез стовбурСпосіб живлення підземних споживачів через стовбур є найбільш поширеним і використовується при значних глибинах залягання корисної копалини. При цьому електроенергія від РУ-6 (10)кВ підземних споживачів ГПП подається, як мінімум, за допомогою двох броньованих кабелів прокладених по шахтному стовбуру, на дві секції шин центральної підземної підстанції (ЦПП). Секціювання ЦПП необхідне для забезпечення необхідної надійності (рис. 8.15) електропостачання підземних споживачів. При побудові схем електропостачання підземних гірничих робіт доцільно забезпечувати максимальний рівень струмів к.з. в підземних мережах, який допускається правилами безпеки (ПБ) та обмежується характеристиками електрообладнання та кабелів, що використовуються. При використанні вибухобезпечних КРП типу КРУВ-6 допустима потужність к.з. на вході в шахту складає 100 МВА. В перспективі при використанні вакуумних камер в шахтних комутаційних апаратах допустима потужність к.з. може досягати 200-300 МВА. При струмах к.з., що перевищують допустимі значення на ГПП перед кабелями, що живлять ЦПП встановлюють реактори. Частіше всього ЦПП проектується з двома вводами та одним двохсекційним РУ-6 (10) кВ. Від шин ЦПП живляться високовольтні електроспоживачі навколостовбурного двору (насоси головного водовідливу, трансформатори для живлення перетворювальних агрегатів електровозної відкатки, та трансформатори для живлення електроспоживачів навколостовбурного двору напругою до 1000 В. Від ЦПП електроенергія за допомогою кабельних ліній подається на пересувні дільничні підземні підстанції (ПДПП) для живлення очисних та підготовчих робіт. З метою економії кабельної продукції для електропостачання добувних та підготовчих дільниць, ухилів та бремсбергів, та других підземних об’єктів, що розташовані на значній відстані від ЦПП (більше 0,5-1 км), будують підземні розподільчі пункти напругою 6 кВ (РПП-6). РПП-6 укомплектований з КРП і призначений для розподілу енергії напругою 6 кВ між дільничними підстанціями. До одного РПП-6 може приєднуватися до 12-14 підстанцій за радіальною схемою. РПП-6 будують по можливості в центрі розташування електроспоживачів, в капітальній виробці в спеціальній вогнестійкій камері. При кількості КРП в РПП - 6 до трьох його живлення відбувається одним кабелем без встановлення КРП на вводі (РПП-6 №2), а при більшій кількості КРП (до семи) також одним кабелем, але з КРП на вводі (РПП-6 №1). При живленні від РПП-6 двох і більше добувних вибоїв або більше семи відходячих ліній РПП-6 живиться від ЦПП двома кабельними лініями з КРП на вводах двох секцій шин КРП (РПП-6 №3). В нормальних умовах кожна секція РПП-6 працює самостійно, а кожна кабельна лінія розраховується на забезпечення 85% навантаження РПП-6 в аварійному режимі. Позитивними якостями системи електропостачання через стовбур являються: використання для прокладки кабелів готового шахтного стовбура; стаціонарна прокладка кабелів в стовбурах, їх використання під час всього строку служби шахти, можливість їх ретельного монтажу та нагляд за ними; зручність контролю та обслуговування високовольтної мережі шахти. Разом з тим цьому способу електропостачання притаманні також недоліки: необхідність використання в підземних виробках довгих ліній 6 кВ, що значно підвищує небезпеку враження електричним струмом, виникнення пожеж та вибухів; велика вартість кабельної мережі 6 кВ; велика ємність кабельної мережі, що визначає значну величину обумовлених нею струмів замикання на землю, що підвищує небезпеку експлуатації і ін. Рис. 8.15. Принципова схема електропостачання підземних споживачів при живленні через стовбур. Ці недоліки посилюються з ростом потужності шахт і значним підвищенням потужності підземних споживачів. Одним із способів усунення вказаних недоліків при електропостачанні потужних шахт та рудників є розкрупнення систем електропостачання за рахунок побудови кількох ГПП (по блоках). У великій мірі відсутні вище зазначені недоліки і при живленні електроспоживачів дільниць через свердловини чи шурфи.^ 8.3.8 Живлення ЦПП та електроспоживачів навколостовбурного дворуЦПП складається з одного чи двох РУ напругою 6 кВ, двох трансформаторів напругою 6/0,69 (0,38) кВ для живлення електроприймачів напругою 0,66 (0,38), що розташовані в навколостовбурному дворі. Кількість кабелів, що прокладаються в стовбурі, залежить від потужності, що передається на ЦПП, та номінального струму вводного КРП, що встановлюється на ЦПП. Для шахт з відносно невеликою потужністю підземних електроустановок (2500-3000 кВт) живлення ЦПП може бути забезпечене двома кабелями з 100% резервом за пропускною спроможністю кабелів при максимальному перерізу їх жил 240 мм2. При неможливості забезпечити навантаження шахти за допомогою двох кабелів приймають чотири вводи та два самостійних РУ-6 кВ, кожне на два вводи. Електричний зв’язок між цими двома РУ-6 кВ не передбачається (рис. 8.16). Рис. 8.16. Схема живлення ЦПП з двома РУ-6 кВ. Відомі два типові варіанти ЦПП, що відрізняються способами живлення насосів головного водовідливу. Перший варіант (з насосами водовідливу потужністю до 1250 кВт) передбачає установку в ЦПП двох РУ-6 кВ: одне - для живлення насосів водовідливу; друге - для живлення всіх інших електроспоживачів шахти. Згідно з другим варіантом (при потужності насосів більше ніж 1250 кВт) передбачається одне двохсекційне РУ-6кВ для живлення електроспоживачів шахти, крім насосів водовідливу. Електродвигуни насосів центрального водовідливу одержують живлення від КРП, що встановлені окремо (рис. 8.17) та приєднуються безпосередньо до ГПП (кожен зі своїм кабелем). Рис. 8.17. Схема живлення насосів головного водовідливу великої потужності.При розробці двох і більше горизонтів на кожному з них споруджується окрема ЦПП (рис. 8.18). При цьому, якщо пропускна спроможність кабелів, що живлять ЦПП вищележачих горизонтів, дозволяє, то допускається живлення ЦПП нижнього горизонту від одної з секцій шин ЦПП верхнього горизонту одним кабелем. У цьому разі кабелі, що прокладені від ГПП та ЦПП верхнього горизонту повинні резервувати один другого в аварійних ситуаціях, що з’являються в будь-якому місці мережі від ГПП до ЦПП нижнього горизонту. В камері ЦПП і головного водовідливу, а також в районі навколостовбурного двору можуть бути встановлені електроспоживачі: насоси головного водовідливу, машини і механізми для транспортування та завантаження корисної копалини чи породи (конвейєри, штовхачі, перекидачі, затвори) машини, які обслуговують зумпф (насоси, елеватори), апарати живлення сигналізації, автоматики, освітлення та інші. Рис. 8.18. Принципові схеми живлення ЦПП при двох горизонтах.Електропостачання всіх електроспоживачів здійснюється від двох робочих трансформаторів або пересувних підстанцій, встановлених в ЦПП. Потужність кожного трансформатора розраховується на 100% навантаження споживачів навколостовбурного двору. Якщо насоси головного водовідливу розраховані на живлення напругою до 1000 В вони живляться від цих же трансформаторів (400-630 кВА) разом з іншими електроспоживачами (рис. 8.19). При цьому розподільчий пункт навколостовбурного двору (РПП - 0,66) секціонується за допомогою двох автоматичних вимикачів. Рис. 8.19. Схема живлення споживачів навколостовбурного двору з низьковольтним водовідливом.Якщо насоси головного водовідливу живляться напругою 6 кВ, вони одержують електроенергію безпосередньо від ЦПП (рис. 8.20), а для інших споживачів в ЦПП встановлюються два трансформатори (160-250 кВА).^ Мал. 8.20. Принципова схема живлення споживачів навколостовбурного двору.8.3.9. Електропостачання підземних споживачівчерез свердловиниПри електропостачанні підземних споживачів через шурфи та свердловини можливі два варіанти побудови системи електропостачання: напругою до 1140 В (низьковольтний варіант); напругою 6 кВ (високовольтний варіант). У першому випадку (рис. 8.21) живлення підземних гірничих робіт в район ведення робіт на дільницю проводиться свердловина з поверхні, над якою встановлюється комплектна пересувна трансформаторна підстанція (ПКТП). Електроенергія за допомогою повітряної лінії напругою 6 кВ підводиться до ПКТП, від якої напругою 0,4 - 0,69 кВ вона подається в підземні виробки кабелем, прокладеним у свердловині. Свердловина закріплюється обсадною трубою з діаметром 125-150 мм. Кабелі прикріплюються до стального тросу діаметром 6-9 мм за допомогою бандажів з відпаленої проволоки (або металевих жимків). На ПКТП на лінії, що йде у свердловину встановлюють автоматичний вимикач без реле витоку на землю, останнє встановлюється з автоматичним рудниковим вимикачем безпосередньо під свердловиною, що забезпечує зручність експлуатації. В противному випадку на ПКТП потрібно встановлювати автоматичний вимикач з дистанційним керуванням. В одній свердловині можуть прокладатися 1-2 кабелі. Буріння свердловини виконується пересувними буровими верстатами. Така система є зручною, економічною і дозволяє іноді обійтися без подачі високовольтного кабелю в шахту і без ЦПП (при малому водопритоку). Використовуються низьковольтні варіанти при неглибокому заляганні корисної копалини (100-200 м) та відносно невеликій потужності добувних та прохідницьких комплексів. Для потужних комплексів, з підвищенням довжини лави та стовпа, що відпрацьовується, погіршується забезпечення нормальних рівнів напруги на затискачах споживачів внаслідок втрат напруги в низьковольтній мережі. Це заставляє в ряді випадків приймати не одну, а дві - три енергосвердловини на дільниці та часте їх переміщення, що різко обмежує використання цього варіанту живлення підземних споживачів. Розрахунки показують, що при електропостачанні через свердловини напругою 0,38-0,66 кВ значно збільшуються витрати кабельної продукції. Тому переважне розповсюдження в умовах неглибокого залягання корисної копалини одержує високовольтний варіант живлення підземних споживачів (рис. 8.22), коли в свердловині прокладається кабель напругою 6 кВ з трансформацією енергії на дільниці. Кабель підключається до повітряної лінії на поверхні за допомогою загально промислового КРП, що встановлюється над свердловиною. Кабель 6 кВ прокладений в свердловині живить одну пересувну підстанцію ПДПП (рис. 8.22, а) або розподільчий пункт РПП-6 кВ (рис. 8.22, б) від якого живиться ряд ПДПП. Свердловина може служити кілька років (3-5). При цьому з’являється задача оптимального розташування свердловин та РПП-6 кВ, при якому річні приведені витрати на переміщення свердловин будуть мінімальними. Основною перевагою живлення через свердловини є те, що значна частина високовольтної розподільної мережі СЕП шахти виноситься на поверхню, де використовуються більш дешеві повітряні ЛЕП та електрообладнання в нормальному загальнопромисловому виконанні. До вад живлення через свердловини відносяться: наявність додаткових витрат, пов’язаних з бурінням свердловин, їх кріпленням обсадними трубами, що повторно не використовуються; необхідність періодичного переміщення свердловини і відповідного електрообладнання по технологічних обставинах; утруднення, пов’язані з монтажем кабелю в свердловині в зимовий час у зв’язку з необхідністю прогріву кабелю; нераціональне використання промислового майданчика на поверхні шахти у зв’язку з необхідністю прокладки повітряних ліній; утруднення прокладки повітряних ЛЕП в районі лісів, боліт, гір, щільної забудови, необхідність відводу орних земель під ЛЕП; затруднення обслуговування ЛЕП та обладнання на поверхні у зв’язку з віддаленістю та в період бездоріжжя.Рис. 8.21. Принципова схема Рис. 8.22. Принципова схема електропостачання підземних електропостачання підземних споживачів U 1140 В через споживачів через свердловини свердловини. напругою 6 кВ.^ 8.3.10. Загальні питання електропостачання дільниць, шахт та рудниківНа вибір системи електропостачання дільниць впливають гірничо-геологічні і технічні умови, вибрані системи розробки родовища, способи механізації робіт в вибоях, вибрана система транспорту корисної копалини від вибою. Специфічною особливістю систем підземного електропостачання є мобільний характер, обумовлений постійним переміщенням фронту гірничих робіт. Не дивлячись на велику різноманітність умов в шахтах принципи електропостачання електроспоживачів дільниць залишаються більш-менш однаковими. Від ЦПП при глибокому заляганні чи від енергоскважин енергія подається безпосередньо до ПДПП на дільницях та бремсбергах (ухилах) або до РПП - 6кВ, від яких енергія розподіляється до окремих ПДПП. Від ПДПП енергія напругою 380, 660 чи 1140 В подається до розподільчих пристроїв РПП чи магнітних станцій, від яких за допомогою гнучких кабелів енергія розподіляється до електроспоживачів дільниць. В системі електропостачання можуть використовуватися два типи дільничних підстанцій: стаціонарні - для живлення споживачів стаціонарних механізмів (конвейєрів на ухилах (бремсбергах), лебідок, стрічкових конвейєрів магістрального транспорту); пересувні - для живлення пересувних машин і механізмів добувних та підготовчих дільниць. В стаціонарних підстанціях встановлюють як сухі трансформатори в вибухонебезпечному виконанні так і пересувні підстанції ПДПП. Використання ПДПП дає можливість: відмовитися від будівництва дорогих вогнестійких камер; здійснювати часті переміщення підстанцій слідом за переміщенням гірничих робіт; виключати дорогі стаціонарні підстанції, що вимагають значного часу та трудових витрат перемонтаж і переміщення; полегшити підтримку необхідного рівня напруги на затискачах двигунів. Як результат, значно зменшуються витрати на електропостачання, покращується його якість, підвищується безпека, знижуються втрати енергії, покращуються умови пуску електродвигунів. При виборі системи електропостачання необхідно вирішувати дві задачі: електропостачання виїмкового поля та електропостачання вибою. Перша задача вимагає розгляду питання вибору оптимальної кількості та місця розміщення окремих підстанцій, вибору розміщення РПП-6 при якому досягається раціональна система розподілу енергії в межах поля. Вирішення цієї задачі залежить від розмірів виїмкового поля, кількості одночасно працюючих ярусів (поверхів), розмірів бремсбергового (ухильного) поля, кількості підготовчих вибоїв, прийнятого обладнання, що працює в вибоях та ін. При цьому за основу приймаються принципи: мінімальної кількості підстанцій при максимальній економії кабелів та обладнання; всебічного використання принципу глибокого вводу. Від місцерозташування РПП-6 (а також енергосвердловин) залежить розташування дільничних підстанцій та розподільчих пунктів (РПП-0,69) з урахуванням вимог мінімальних витрат при переміщенні підстанцій та якості напруги на затискачах двигунів. Найбільш поширеним варіантом розташування РПП-6 є його розміщення на сполученні відкатного штреку з бремсбергом чи ухилом (рис. 8.23, а), коли РПП-6 служить на протязі всього строку відпрацювання панелі. Характерними є також варіанти розташування РПП-6 на відстані 1/4, 1/8 довжини панельного відкатного штреку, чи бремсберга (ухилу) (рис. 8.23, б) з послідуючим його переміщенням. Рис. 8.23. Варіанти розташування РПП-6 кВ.Найбільш часто для живлення кожного вибою чи групи стаціонарних споживачів використовують одну ПДПП. Раніше від одної ПДПП могли живитися як РПП-0,69 лави, так і РПП-0,69 підготовчого вибою. Впровадженням потужних добувних комплексів змусило розділити електропостачання підготовчих та добувних робіт. Це обумовлено також тим, що очисні роботи ведуться окремо (при відпрацюванні стовпа зворотним ходом) від підготовчих робіт при підготовці нового стовпа. При цьому електроспоживачі лави можуть живитися або від одної потужності підстанції (630 кВА), або від двох дещо меншої потужності. Пересувні підстанції в виробках, що мають рейковий шлях, розташовуються на спеціально виконаній чи існуючій розминці, а також в нішах, в залежності від перерізу виробки. В виробках з конвеєрною доставкою корисної копалини ПДПП може встановлюватися як в ніші, так і над конвейєром (рис. 8.24). Часто ПДПП разом з РПП-0,69 створюють енергопоїзд, розташовуючись на одній загальній чи сусідніх платформах та переміщуючись разом за переміщенням гірничих робіт. ПДПП одержують живлення від ЦПП чи РПП-6 за допомогою броньованих або напівгнучких кабелів. Керування КРП, що живить ПДПП, проводиться з пульту керування, встановленого біля ПДПП. Якщо живлення ПДПП подається броньованим кабелем, для керування КРП слід передбачити прокладку спеціального контрольного кабелю. При використанні напівгнучкого кабелю для керування КРП приймають контрольні жили цього кабеля. Рис. 8.24. Установка пересувних підстанцій в конвеєрних штреках: а - в ніші; б - над конвеєром.При комплектуванні РПП-0,66 та РПП-1,14 керуються наступним: При живленні від однієї підстанції кількох РПП-0,66 за радіальною схемою на виході підстанції встановлюють загальний автоматичний вимикач АВ, вибраний за загальним розрахунковим струмом (рис. 8.25). Після загального АВ встановлюють вимикачі АВ на початку кожного кабелю, що живить РПП-0,66. Вимикач АВ на вході в РПП-0,66 встановлюють, коли кабель, що живить РПП-0,66 має значну довжину. Цей вимикач необхідний для зручності експлуатації РПП-0,66 і вибирається таким же, що і на початку кабелю. На РПП-0,66 встановлюють магнітний пускач окремо для кожної машини. Магнітні пускачі для живлення окремих електроприймачів розміщують та приєднують в РПП-0,66 в порядку зменшення значення номінального струму. В кінці РПП-0,66 до останнього пускача транзитом приєднують апаратуру для живлення ручних електросвердел та освітлення (АПШ-1М). Для електропостачання механізованих комплексів замість РПП-0,66 часто приймають магнітні станції керування, в яких знаходяться всі необхідні контактори керування, засоби захисту механізмів комплексу та джерело живлення електросвердел, освітлення та сигнальних пристроїв.Рис. 8.25. Схема живлення та формування РПП-0,66.^ 8.3.11. Електропостачання дільниць вугільних шахт, що розробляють пологі та похилі пластиНа таких дільницях широко використовують механізовані комплекси ОКП, КМ-87, МКМ, КМ-81 та інші, для яких розроблені технологічні схеми очисних робіт. Ці комплекси включають електрообладнання вибійних машин, вибійного конвеєра, перевантажувача, підтримуючої лебідки, електрообладнання масло станцій, станцій зрошення, кабелепідбірник та кабелеукладник, живлячі кабелі, елементи освітлювальної мережі та ін. Все перераховане обладнання разом з електрообладнанням навантажувальних пунктів, розподільчим пунктом лави (РПЛ), дільничною підстанцією та живлячими кабелями складають систему електропостачання дільниці. Вентиляційна просікаЕтажна система підготовки (лава – етаж)Конвеєрна просікаПольовий відкатний штрек На рис. 8.26. наведена схема електропостачання дільниці при розробці довгими стовпами з використанням комплексу ОКП з розподільчими пунктами РПЛ №1 (живить конвеєри та обладнання погруз пунктами), РПЛ №2 (комбайн, нижні двигуни конвеєра, станції зрошення, освітлювальна мережа), РПЛ №3 (верхні двигуни конвеєра) на вентиляційному штреці. Така кількість РПЛ обумовлена розташуванням електрообладнання на вентиляційному та конвеєрному штреках. В залежності від кута ухилу пласта, системи відпрацювання стовпа електрообладнання дільниці та РПЛ розташовують або на конвеєрному (відкатно му) штреці, або частина на конвеєрному, а частина – на вентиляційному штреках. Рис. 8.26. Схема електропостачання лави при розробці довгими стовпами.Живлення електроенергією стрічкових конвеєрів може відбуватися від індивідуальної підстанції, розташованої на конвеєрному штреці або на пересіченні штрека з бремсбергом чи ухилом. При похилому заляганні пластів електрообладнання розташовується на конвеєрному та вентиляційному штреках. Живлення його відбувається від відповідних підстанцій та розподільчих пунктів цих штреків. Основним розподільчим пунктом є верхній, від нього живляться основні установки комплексу: вибійна машина, верхні двигуни вибійного конвеєру, масло станції, станція зрошення, підтримуюча лебідка та ін. Нижні електродвигуни конвеєра можуть живитися від РПЛ на конвеєрному штреці або за допомогою кабелю, прокладеного через всю лаву від РПЛ вентиляційного штреку. Шахти Донбасу в більшості випадків розробляють тонкі та середньої потужності пласти при панельному способі підготовки та системі розробки стовпами. Відпрацювання ведеться зворотним ходом. Дільничі підстанції (ПДПП) живляться від РПЛ-6 кВ. Схема розташування обладнання та типова схема електропостачання дільниці, обладнаної комплексом КМ-87Д наведена на рис. 8.27. Комплекс керується магнітною станцією СУВ, що одержує живлення від пересувної підстанції ТОВП-400. Очисний комбайн, вибійний конвеєр, станція зрошення, підтримуюча лебідка та масло станції одержують живлення від магнітної станції, розташованої в вентиляційній ходці. Для живлення електрообладнання конвеєрної ходки, скребкового перевантажувача, стрічкового конвеєра, допоміжного обладнання передбачено розподільний пункт, змонтований з пускачів ПВИ і одержуючий живлення від окремої підстанції ТОВП-250. Схема електропостачання значно ускладнюється при розробці спареними лавами (рис. 8.28). В цьому випадку електрообладнання розташовується на загальному збірному штреці. При системі розробки довгими стовпами та суцільній конвеєризації та кутах падіння пласта 1-3º характерна схема електропостачання наведена на рис. 8.29. Електропостачання відбувається від РПЛ-6, розташованому на відкатно му штреці. Раціональною є схема з розукрупними РПЛ-6: один для обслуговування пересувних підстанцій очисних дільниць і другий – для живлення підстанцій підготовчих робіт. Рис. 8.27. Схема електропостачання та електрообладнання дільниці.При похилому заляганні пластів особливість електропостачання добувних дільниць у порівнянні з дільницями, що розробляють пологі пласти, заключається в використанні запобіжних лебідок та кабелепідбірників. Живлення комбайну в цьому випадку може відбуватися як від РПЛ на вентиляційному штреці, так і від РПЛ на відкатно му (рис. 8.30.). У зв’язку з впровадженням високопродуктивних комплексів з великою потужністю електродвигунів виникла необхідність переходу на більш високу ^ Бортовий конвеєрний штрек Вентиляційний штрек Рис. 8.28. Схема електропостачання дільниці при розробці спареними лавами .Магістральна конвеєрна виробкаРис. 8.29. Схема електропостачання дільниць при системі розробки довгими стовпами та сплошній конвеєризації .напругу – напругу 1140 В. Перехід на цю напругу пов’язаний з підвищенням небезпеки ураження електричним струмом, пожеж, вибухів. Вимоги техніки безпеки при цьому можна розбити на дві групи: - заходи підвищення безпеки електроустановок, в основу яких покладені заходи підвищення безпеки при напрузі 660 В та ряд додаткових (відключення електроустановок не менш як двома незалежними пристроями, використання більш надійних кабелів, самоконтроль ланцюгів дистанційного керування та захисту, захист від витоків в КРП-6 кВ та ін.); - вимоги з оперативного обслуговування електроустановок та виконання ремонтно-профілактичних робіт, в яких передбачено порядок виконання їх в відповідній послідовності, обов’язкове зняття напруги перед виконанням робіт, систему ізолюючих захисних засобів і т.п. Рис. 8.30. Принципова схема електропостачання дільниці.Схеми електропостачання на напругу 1140 В можна умовно розбити на три групи (рис. 8.31): перша – всі електроустановки крім ручних механізмів та освітлення виконуються на напругу 1140 В; друга – передбачає понижуючі трансформатори, один з яких живить потужні машини напругою 1140 В, а допоміжні установки живляться від іншого трансформатора напругою 660 В; третя – одного три обмоткового трансформатору. Найбільш розповсюджена є друга група схем живлення дільниць. ОсвітленнябуріннябуріннябурінняОсвітленняОсвітленняРис. 8.31. Варианти схем електропостачання дільниць при напрузі 1140В. ^ 8.3.12. Електропостачання дільниць, що розробляють пласти крутого падінняЕксплуатація електрообладнання на таких пластах значно ускладнюється із-за підвищення ймовірності пошкодження гнучких кабелів в лаві, що знаходяться в підвішеному стані, необхідності розміщення електрообладнання в вентиляційних виробках, підвищеного вмісту метану та вугільного пилу в атмосфері. При існуючих системах розробки на пластах крутого падіння системи електропостачання будуються так, що частина електроспоживачів, що знаходяться в лаві та на вентиляційному штреці, живляться від свого РПП та підстанції, встановлених на вентиляційному штреці, а електроспоживачі відкатного штреку – від своїх РПП та підстанції. Вимоги безпечного використання електроенергії в очисних та підготовчих вибоях на пластах крутого падіння відповідає система електропостачання з упереджуючим відключенням. Електрообладнання повинно відповідати виконанню РО. Система електропостачання забезпечує енергетичну ізоляцію міста пошкодження в мережі зі сторони джерел живлення та споживачів електроенергії, що можуть в режимі „вибігу” генерувати ЕРС. Безпека використання такої системи забезпечується слідуючи ми вимогами: - електропостачання ПДПП повинно відбуватися відокремлено з захистом від витоків в мережі напругою вище 1000 В; - необхідно використовувати швидкодіючі автоматичні вимикачі АБВ; - відключаючи пристрої повинні мати спеціальні короткозамикачі; - відключення ПДПП та РПП-6 дільниці повинно виконуватись апаратами з короткозамикачами без витримки часу; - газовий захист повинен бути безперервної дії; - кабелі повинні бути негорючими, екранованими з розщепленою силовою жилою, низьким перехідним опором екрану; - повинна забезпечуватись автоматична підбірка кабелю, що живить комбайн; - в схемах електропостачання вибійних машин повинно передбачатися дистанційне аварійне відключення РПЛ дільниці з пульта керування машиною та ін. Схема розміщення електрообладнання на дільниці наведена на рис. 8.32. Рис. 8.32. Схема розміщення електрообладнання при електропостачанні від двох підстанцій.Низьковольтна частина системи електропостачання включає підстанції ТСВП-КП з швидкодіючими автоматичними вимикачами АБВ, груповими пускачами та засобами газового захисту, розподільчі пункти підготовчих та очисних вибоїв, РП для вентиляторів місцевого провітрювання з апаратурою контролю повітря та груповими пускачами для вибоїв. Зразкові схеми розподільчих пунктів наведені на рис. 8.33.ОсвітленняКонвеєр.-стругКонвеєрПрохідницький комбаїн Рис. 8.33. Схема розподільчих пунктів.^ 8.3.13. Електропостачання дільниць рудників На рудних шахтах очисні і підготовчі роботи із-за особливостей залягання родовища проводяться роздільно зразу на кількох горизонтах та дільницях. Основний спосіб виїмки корисної копалини в рудних шахтах – буро вибуховий, при цьому часто буріння шпурів виконується верстатами, що працюють на стиснутому повітрі. На добувних та підготовчих дільницях споживачами електроенергії є порівняно малопотужні установки: скреперні лебідки, навантажувальні машини, вентилятори місцевого провітрювання та дільнична освітлювальна мережа. Схема електропостачання дільниці будується так, що від стаціонарної дільничної підстанції (ДТП) одержують живлення блочні розподільчі пункти (БРП), до яких безпосередньо приєднуються електроустановки. Електроенергія від ЦПП подається до штрекових підстанцій (ДТП) магістральною лінією, що проходить транзитом через ДТП. Електроенергія від дільничної підстанції ДТП розподіляється за допомогою магістральних та радіальних схем (рис. 8.34). Рис. 8.34. Схема розподілу електроенергії. (а-магістральна, б- радіальна)На потужних залізорудних шахтах, де відмічається більша встановлена потужність електроспоживачів доцільно встановлювати на горизонті кілька ДТП, вибираючи місце їх установки в залежності від розвитку гірничих робіт. При камерно-стовповій системі відпрацювання рудного родовища потужністю 6-12 м при наявності великих обсягів відбитої руди для її навантаження використовують екскаватори. В цьому випадку встановлена потужність дільниць значно зростає і дільничні підстанції доцільно встановлювати поблизу дільниці. На рис. 8.35. наведена схема розташування ДТП та БРП в умовах залізорудної шахти. На калійних рудниках систему електропостачання дільниць визначають потужні прохідницькі комбайни, що працюють з самохідними вагонами. Із-за великої встановленої потужності на дільниці передбачають установку двох підстанцій, одна з яких живить прохідницький комбайн, а друга – самохідний вагон і допоміжні установки.Рис. 8.35. Схема розташування ДТП та БРП в умовах залізнорудної шахти.^ 8.4. Розподіл електроенергії на кар’єрах8.4.1. принципи побудови схем електропостачання кар’єрів Побудова розподільних мереж внутрішнього електропостачання кар’єрів залежить від розмірів, конфігурації, площі відкритих розробок, потужності і кількості гірничих машин і механізмів, глибини і кількості одночасно відпрацьовуваних уступів, технологічної схеми розвитку гірничих робіт. За характером приєднання споживачів до ліній електропередачі схеми розподільних мереж кар’єрів можна розділити на радіальні, магістральні та змішані. Вибір схеми електропостачання залежить від кількості і взаємного розміщення пересувних підстанцій кар’єру і потужних електроспоживачів. При виборі схеми враховуються також вартість виконання варіантів розподільчої мережі, витрати кабельної продукції, способи виконання мережі, надійність електропостачання і т. ін. Радіальні схеми розподілу електроенергії виконуються, звичайно, коли споживачі розміщені в різних напрямках від центру живлення. Вони можуть бути одноступеневими (рис. 8.36), коли екскаватори і ПТП живляться безпосередньо від ГПП або ЦРП. Одноступеневі схеми застосовуються головним чином на малих підприємствах, де загальна потужність підприємства і його територія невеликі. На середніх і великих підприємствах застосовуються як одноступеневі так і двоступеневі схеми. При цьому одноступеневі схеми використовуються для живлення значних зосереджених навантажень, зокрема потужних екскаваторів. Застосування радіально – ступеневих схем обгрунтовується тим, що недоцільно і не економічно завантажувати основні енергетичні центри гірничого підприємства (ГПП, ЦРП) великою кількістю малопотужних відходячих ліній. Радіально – ступеневі схеми можуть бути двоступеневими на одну напругу 6 кВ з встановленням проміжного розподільчого пункту в кар’єрі і двоступеневі на дві напруги 35 і 6 кВ з встановленням трансформаторної підстанції 35/6 кВ (рис. 8.37). Рис. 8.36. Одноступенева радіальна схема живлення електроспоживачів кар’єру. Рис. 8.37. Радіальні двоступеневі схеми живлення електроспоживачів кар’єру:а) на одну напругу; б) на дві напруги.Розподільні пункти і підстанції, які живлять електроприймачі 1– ї і 2 – ї категорії, живляться за допомогою двох і більше радіальних ліній, які звичайно працюють окремо, кожна на свою секцію (рис. 8.38). При вимкненні однієї з радіальних ЛЕП навантаження автоматично перемикаються на іншу секцію і тим самим на іншу ЛЕП. Якщо кожна з ліній не розрахована на повну потужність РП, то застосовуються заходи по частковому розвантаженню ЛЕП у після аварійному режимі. Рис. 8.38. Радіальна схема живлення електроспоживачів 1 та 2 категорій на кар’єрі.Для живлення потужних екскаваторів використовують радіальну схему живлення з встановленням пересувної підстанції глибокого вводу на робочому уступі або розміщення трансформаторної підстанції на борту екскаватора (рис. 8.39). На діючих кар’єрах найбільше поширення отримали магістральні схеми розподілу електроенергії. Звичайно, ці схеми використовуються при такому взаємному розміщенні підстанцій і споживачів 6 кВ на території кар’єра, коли лінії від джерела живлення до споживачів можуть бути прокладені без значних зворотних напрямків. Магістральні схеми дозволяють краще завантажити при нормальному режимові ЛЕП, які вибрані за економічною густиною струму, на після аварійний режим чи за струмами к. з. Зменшується число ЛЕП і комплектних розподільчих пристроїв на підстанції.Рис. 8.39. Радіальні схеми живлення потужних екскаваторів.За ступенем надійності електропостачання магістральні схеми поділяються на дві основні групи: а) прості магістральні схеми – поодинокі і кільцеві; б) схеми з двома і більше паралельними магістралями. Поодинокі магістралі використовуються в тих випадках, коли можна допустити перерву в живленні на деякий час, необхідний для знаходження, вимкнення і відновлення пошкодженої ділянки магістралі. Поодинокі магістральні рис. 8.40), а також кільцеві з одностороннім живленням (рис. 8.41). Як правило, магістральні ЛЕП з двостороннім живленням і кільцеві магістральні з одностороннім живленням розподіляються на дві – три ділянки з встановленням секційних роз’єднувачів типу РЛН – 6 або КРП типів ЯКНО, КРН та ін. Рис. 8.40. Поодинокі магістральні схеми живлення електроспоживачів кар’єру: а) з одностороннім живленням; б) з двостороннім живленням. Рис. 8.41 Кільцева магістраль для живлення електроспоживачів кар’єру.Повітряні магістралі звичайно виконуються з глухими відпайками до примикаючих пунктів. На кабельних магістралях глухе приєднання зустрічається дуже рідко для приєднання малопотужних невідповідальних споживачів. У більшості випадків на вході і виході кабельної магістралі в примикаючих пунктах встановлюються роз’єднувачі або навіть вимикачі (рис. 8.42). Рис. 8.42. Магістральна кабельна схема живлення електроспоживачів кар’єру. На кар’єрах з потужними споживачами можуть споруджуватись подвійні магістральні ЛЕП 6 кВ з одностороннім або двостороннім живленням. Схеми з подвійними магістралями використовуються, звичайно, на підстанціях з двома секціями збірних шин (Рис. 8.43). На діючих розрізах використовуються також змішані схеми розподільчих мереж: на окремі ділянки прокладаються магістральні 6 кВ, а до потужних екскаваторів або екскаваторів, розташованих близько від пункту живлення прокладаються радіальні ЛЕП.Рис. 8.43. Схема живлення кар’єрів за допомогою подвійних магістралей. По розташуванню ЛЕП відносно фронту гірничих робіт схеми електропостачання поділяються на фронтально – поздовжні (або повздовжні), фронтально – поперечні (або поперечні) і комбіновані або борто – кільцеві.а) Фронтально поздовжня система розподілу електроенергії на кар’єрахПовітряні ЛЕП споруджуються паралельно фронту робіт і можуть бути стаціонарними при невеликій ширині кар’єра