Конвеєрів електровозної відкатки
Потужні уклонні конвеєри одержують живлення від стаціонарних знижувальних підстанцій за радіальними схемами. Двигуни потужністю 500 кВт і більше забезпечуються електроенергією при напрузі 6 кВ від РПП-6 кВ горизонту шахти.
При транспортуванні корисних копалин на великі відстані по горизонтальних виробках в шахтах і рудниках широке застосування одержав рейковий транспорт. Як локомотиви з електричною тягою використовуються контактні, акумуляторні і безконтактні електровози. Тягові двигуни контактних електровозів виготовляються на напругу 250 і 550 В, акумуляторних – від 40 до 175 В. Контактні електровози одержують живлення від контактного проводу за допомогою спеціального струмоз'ємника. Їх система електропостачання містить стаціонарну або пересувну тягову підстанцію (рис. 7.17), автоматичні вимикачі 1, живильні 2 і відсмоктувальні 3 кабелі, живильні 4 і відсмоктувальні 5 пункти, рейковий шлях 8. Контактний провід звичайно секціонуєтся через кожні 500 м секційними вимикачами 6 та ізоляторами 7. Останні встановлюються також на всіх відгалуженнях.
Джерелом живлення контактної мережі є тягова підстанція, яка містить розподільний пристрій, силовий трансформатор, тяговий перетворювальний агрегат і пристрій постійного струму. Серійно випускаються перетворювальні агрегати типів АТП і АТПШ табл.7.1:
Таблиця 7.1
Перетворювальні агрегати
| Тип перетворювального агрегату | АТП-500/275 | АТПШ-500/275 | АТПШ-1000/275 |
| Випрямлений струм, А | |||
| Випрямлена напруга, В | |||
| Номінальна потужність, кВт | 137,5 | 137,5 | |
| Рівень вібухозахисту | РН | РП | РП |
Контактні електровози більш зручні в експлуатації, мають велику продуктивність, економічніше акумуляторних. Проте, можливість виникнення іскор між струмоз'ємником і контактним проводом, а також між колесами і рейками обмежує область їх застосування. Контактна електровозна відкатка широко застосовується в рудниках і шахтах, не небезпечних за газом і пилом.
У шахтах тягова мережа виконується контактним дротом марки МФ – мідний, фасований. Підвіска дроту еластична з подвійною ізоляцією від замлі, а рейковий шлях у основних виробках виконується рейками Р24 і Р33, а в допоміжних виробках – рейками Р18. Стики рейок з'єднуються зваркою або перемичками з мідного дроту перерізом не менше 50 мм2, або з круглої і смугової сталі.
Для живильних і відсмоктувальних кабелів приймають одножильні броньовані кабелі марок СБ або СП перерізом 70…95 мм2.
Для захисту від струмів короткого замикання в шахтних контактних мережах застосовуються автоматичні вимикачі ВАРП-200, ВАРП-315. Розроблені також автоматичний фідерний тиристорний вимикач АФТВ і автоматичний лінійний вимикач АЛВ з тиристорним короткозамикачем, які забезпечені двоступінчастим захистом за швидкістю наростання струму. Вимикач АФВТ встановлюють на відхідних приєднаннях, в тяговій підстанції, а вимикач АЛВ – в місцях секціонування контактної мережі.
Електропостачання акумуляторних електровозів забезпечується від тягових батарей, які укомплектовані лужними нікель-залізними акумуляторами ТНЖ (тяговий нікель-залізний, в гумовому чохлі) або свинцеве-кислотними типу PzS. Виготовляються також акумулятори ТНЖШ (шахтні), що мають підвищену питому енергоємність та корпус з епоксидним покриттям і ТНЖК (комбіновані) з безламельним негативним електродом.
У останній час для електроприводу рудникових електровозів знайшли застосування свинцеве-кислотні акумуляторні батареї типу PzS. Батарея складається з двох модулів, з’єднаних послідовно. Кожний модуль являє собою металевий ящик з кислотостійким зсередини покриттям, у якому розміщені 36 акумуляторів типу PzS напругою 2 В кожний. Між акумуляторами прокладені поліпропиленові гофрировані прокладки. Усі акумулятори електрично послідовно з’єднані в батарею. У залежності від кількості акумуляторів у модулі (36; 33; 30) акумуляторні батареї мають номінальну напругу 144, 132 або 120 В відповідно і номінальну ємність при 5-годинному режимі розряду 385, 560 або 640 А∙год.
Рис. 7.19. План зарядної камери та електровозного гаража:
1 – зарадна камера; 2 – майстерня; 3 – підстанція; 4 – трансформаторна камера; 5 – зарядний стіл; 6 – зарядна панель; 7 – шафа; 8 – оглядова яма; 9 – високовольтний розподільний пристрій; 10 – трансформатор; 11 – автоматичний вимикач; 12 – пускач; 13 – напівпровідниковий випрямляч.
Для заряду акумуляторних батарей у шахті будується гараж-зарядна (рис. 7.19), в якій розміщені зарядні пристрої (ЗП) і різні допоміжні пристосування у вигляді механізованих зарядних столів, кран-балок, мостових кранів і т.п. Перетворювальна підстанція і допоміжні пристрої звичайно розташовуються в окремих камерах. Як перетворювальні агрегати для заряду акумуляторних батарей застосовують напівпровідникові випрямлячі, що мають систему автоматичного регулювання зарядного режиму, пристрої захисту і сигналізації, прилади контролю і блокування, які забезпечують безпеку експлуатації.
Електрична схема зарядної підстанції залежить від кількості і типу батарей, що заряджаються одночасно (рис. 7.20). Для заряду акумуляторних батарей електровозів зі зчіпною вагою 8…14 т застосовують зарядні пристрої ЗУК-155/230М, а для батарей малогабаритних електровозів (2…5 т) – ЗУК-75/120. Для акумуляторних батарей електровозів АРП14 і АРП-28 розроблені нові зарядні пристрої типа УЗА-160-320 і УЗА-200-230, які забезпечують зарядку і інших акумуляторних батарей електровозів. Технічні дані ЗП акумуляторних батарей рудникових електровозів наведені в табл. 7.2.
Зарядні пристрої ЗУК-75/120М підмикаються до мережі 660/380 В через магнітні пускачі ПВИ-32М, а пристрої ЗУК-155/230, УЗА-200-230, УЗА-160-320 – через пускачі ПВИ-125М при напрузі 660 В. Для зарядних пристроїв типу УЗА при напрузі живильної мережі 380 В слід застосовувати
пускачі ПРВИ-250.
Рис. 7.20. Схема електричних з’єднань зарядної підстанції
Зарядні пристрої забезпечені захистом від коротких замикань, перевантажень і комутаційних перенапруг. За допомогою реле витоку здійснюється захист від струмів витоку на змлю при зниженні опору ізоляції в зарядному колі і у вторинній обмотці силового трансформатора.
У шахтах, небезпечних за газом і пилом останніми роками використовується новий вид відкатки за допомогою рудникових електровозів, що одержують електроенергію з тягової мережі через повітряний проміжок завдяки індуктивному зв'язку її провідників з енергоприймачами на змінному струмі підвищеної частоти. Структурна схема електропостачання безконтактного електровозного транспорту (рис. 7.21) складається з перетворювальної підстанції 1, тягової мережі у вигляді короткозамкненого контура, виконаного спеціальним кабелем 3, компенсуючих пунктів 2 і електровозів 7.
Рис. 7.21. Схема електропостачання безконтактного електровозного транспорту
Робота безконтактних електровозів В14-900 в шахтах Донбасу показала їх істотні переваги перед акумуляторними. Продуктивність откатки зросла в 2,5 рази, а питома витрата електроенергії знизилася в 1,75 разів. Такий вид рудникового транспорту доцільно застосовувати на відкотних горизонтах великої продуктивності із значними розмірами шахтних полів за простяганням.
Електропостачання маневрових, запобіжних і скреперних лебідок забезпечується за радіальними схемами від розподільніх пунктів лав, підготовчих дільниць, а в рудниках – від блокових РПП.
Вантажні лебідки одержують живлення також за радіальними схемами звичайно від власних підстанцій. При установленні лебідок в шурфах або у виробках з великим кутом нахилу і транспортуванні вантажів у скіпах для забезпечення нормального режиму роботи застосовуються три пускачі: ПВИ-250 – для подавання напруги на всі механізми лебідки і на привід запобіжного гальма, ПМВИР-41 або ПВИ-80МР – на двигун лебідки і ПВИ-63М – на двигун робочого гальма.
Підйомні лебідки відносяться до розряду малих підйомних машин і застосовуються на ухилах і бремсбергах для систем откатки з кінцевим і нескінченним канатом. Вони вимагають регулювання швидкості, реверсування і гальмування. Потужності асинхронних двигунів з фазним ротором коливаються від 37 до 500 кВт. Живлення забезпечується за радіальними схемами, часто від власних підстанцій.
Змістовий модуль № 2.Електробезпека та основні заходи захисту на підприємствах гірничих виробництв
Лекція № 8
Тема 9. Категорії приміщень за небезпекою електротравм. (2 години)
Одним з основних чинників, що визначають вимоги до виконання електроустановок, їх безпечної експлуатації, напруги, системи заземлення електроустановок, є категорія приміщень за небезпекою електротравм. Згідно з ПУЕ всі приміщення поділяють на три категорії:
– без підвищеної небезпеки;
– з підвищеною небезпекою;
– особливо небезпечні.
Віднесення приміщень до тієї чи тієї категорії визначається наявністю в них чинників підвищеної або особливо підвищеної небезпеки електротравм.
Чинники підвищеної небезпеки:
– температура в приміщені впродовж доби, що перевищує 35 ºС;
– відносна вологість понад 75 %, але менше насичення;
– наявність струмопровідного пилу;
– струмопровідна підлога (земляна, цегляна, металева, бетонна і т. ін.);
– можливість одночасного доторкання людини до неструмопровідної частини електроустановки та металоконструкцій, які мають контакт із землею.
Чинниками особливої небезпеки електротравм вважають:
– відносну вологість, близьку до насичення (до 100 %);
– агресивне середовище, що порушує ізоляцію.
За відсутності в приміщенні чинників підвищеної і особливої небезпеки воно належить до приміщень без підвищеної небезпеки. Якщо в при-міщені існує один чинник підвищеної небезпеки, воно належить до приміщень підвищеної небезпеки електротравм. За наявності в приміщені одночасно двох чинників підвищеної небезпеки або одного чинника особливої небезпеки приміщення вважають особливо небезпечним. Особливо небезпечними вважають також умови електробезпеки поза приміщеннями. Таким чином, майже всі зовнішні електроустановки та електроустановки, розташовані в приміщеннях підприємств геотехнічних виробництв, мають умови підвищеної небезпеки електротравм або особливо небезпечні. Як показує аналіз електротравм в Мінпаливенерго України, загальними причинами електротравм є незадовільна організація робіт, особиста необережність потерпілих, грубе порушення вимог правил безпеки.
Для гірничодобувної промисловості відносно більша частина електротравм припадає на відкриті роботи – 60–65 %, на підземні – 30–40 % від загальної кількості травм. При цьому 60 % усіх електротравм виникає внаслідок порушення правил безпеки, 40 % електротравм – через конструктивні недоліки електрообладнання, мереж, електроустановок. Найбільша кількість електротравм (приблизно 57 %) припадає на персонал зі стажем роботи до трьох років. Таку ж частку електротравм одержують працівники у віці до 30 років.
Основними причинами електротравм на гірничих підприємствах можна вважати: – доторкання до струмоведучих частин, що перебувають під напру-гою (до оголених проводів, шин, контактів апаратів та ін.);
– доторкання до конструктивних частин мережі та обладнання, які нормально не перебувають під напругою, але опинилися під нею через пошкодження ізоляції;
– доторкання до струмоведучих частин предметами з низьким опо-ром ізоляції;
– перебування біля обірваних проводів;
– доторкання до металевих предметів, які не є елементами електроустановок, але випадково опинилися під напругою;
– відсутність чи пошкодження захисного заземлення;
– поява потенціалів на ділянці робіт зі знятою напругою внаслідок індукції від сусідніх установок, що перебувають під напругою;
– помилкова подача напруги під час ремонтів чи оглядів;
– попадання під напругу внаслідок зворотної трансформації;
– дія електричного струму через дугу;
– торкання до статично зарядженого обладнання.
Надійна основа безпечної роботи в електроустановках забезпечується чіткою організацією робіт, суворим виконанням правил безпеки, високою дисципліною та відповідальністю.
Лекція № 9
Тема 10. Класифікація електричних мереж за системою заземлення. (2 години)
Загальною характеристикою живильної мережі й електроустановок є система заземлення нейтралі джерела живлення. Згідно зі стандартом України (ПБЕ) та стандартом МЕК (МЕК 60634-5-54) розрізняють такі типи мереж за системами заземлення нейтралі: IT, TN–C, TN–S, TN–C–S та ТТ. У позначеннях типу мереж літери означають:
– перша літера: І – всі струмоведучі частини ізольовані;
Т – безпосереднє з’єднання нейтралі джерела живлення із землею;
– друга літера: Т – безпосередній зв’язок відкритих провідних частин електрообладнання із землею незалежно від зв’язку із землею джерела живлення; N – безпосередній зв’язок відкритих провідних частин електроустановок з точкою заземлення джерела живлення.
Літери через дефіс означають характер цього зв’язку – функціональний спосіб виконання нульового робочого провідника (N) і нульового захисного (РЕ): С – функції захисного і нульового робочого провідників забезпечується одним провідником (РЕN); S – функції нульового робочого (N) і захисного (РЕ) провідників забезпечуються роздільно двома провідниками.
У схемах використовують також графічні позначення:
– нульовий робочий провідник (N);
– захисний провідник (РЕ);
– загальний нейтральний і захисний провідник.
Схеми типів мереж за системою заземлення показано на рис. 2.2.
Рис. 2.2. Типи мереж за системою заземлення:
а – з ізольованою нейтраллю; б – із заземленням нейтралі і корпусів обладнання; в – із загальним нульовим та захисним провідниками; г – з роздільним нульовим робочим та захисним заземлювальними провідниками; д – функції нульового робочого та нульового захисного провідників, об’єднані в одному провідникові в частині мережі
Лекція № 10
Тема 11. Рівні захисту від ураження електричним струмом. (2 години)
За способами захисту від ураження електричним струмом, діючим в Україні (ГОСТ 12.2.007.0–75), та міжнародними стандартами (наприклад, ГОСТ Р МЕК 536–99) встановлено класи електротехнічного та електричного обладнання. Цей розподіл за класами не відображає рівня безпеки, а лише вказує на те, яким способом реалізується захист від ураження електричним струмом.
В обладнанні класу 0 захист від ураження забезпечується основною ізоляцією. При цьому немає електричного з’єднання відкритих провідних частин із захисним провідником. При пробиванні ізоляції захист забезпечується навколишнім середовищем (повітрям, ізоляцією підлоги і т. ін.).
В обладнанні класу І захист від ураження струмом забезпечується ос-новною ізоляцією і з’єднанням відкритих провідних частин, доступних для доторкання, із захисним провідником стаціонарної мережі. При цьому відкриті провідні частини електрообладнання у разі пошкодження ізоляції і після спрацювання відповідного захисту не можуть бути під напругою.
Захист від ураження електричним струмом в електрообладнанні класу ІІ забезпечується подвійною або підсиленою ізоляцією. При цьому немає засобів захисного заземлення, а властивості навколишнього середовища не використовуються як засіб безпеки.
В електрообладнанні ІІІ класу захист від ураження струмом забезпечується за рахунок живлення від безпечної наднизької напруги.
Міжнародні стандарти як перший і основний рівень захисту електроус-тановок визначають захист струмоведучих елементів за допомогою ізоляції, захисних оболонок, захисту від доторкання до струмоведучих елементів і т. ін. У разі пошкодження ізоляції, оболонок електрообладнання, за появи можливості доторкання до струмоведучих елементів без закривних бар’єрів, перегородок тощо відбувається відмова основного захисту.
Для забезпечення електробезпеки за відмови основного захисту використовують захист від пошкодження як другий рівень. При цьому часто, крім захисту від надструмів, для захисту відкритих провідних елементів обладнання, які нормально не перебувають під напругою, використовують захисний заземлювальний провідник. Замість нього можуть використовувати електрообладнання класу II або з рівноцінною ізоляцією, систему безпечної наднизької напруги (згідно з ГОСТ 12.2.007.0–75, що не перевищує 42 В між окремими провідниками, а між провідником і землею без навантаження – не вище від 50 В), чи електричне розділення кіл.
Захист від пошкодження також може відмовити. Тому для зниження ризику вражання електричним струмом використовують додатковий третій рівень захисту у вигляді зрівняння потенціалів, обладнання з підсиленою ізоляцією або захисне відключення. На практиці, коли це дозволяють вимоги електробезпеки, вибирають найбільш простий для реалізації засіб – високочутливі ПЗВ.
Лекція № 11
Тема 12. Засоби орієнтації в електроустановках. (2 години)
Ці засоби запобігають помилкам персоналу під час виконання монтажу та ремонтів електроустановок. До засобів орієнтації належать маркування частин обладнання, ідентифікація проводів і струмопроводів, бирки на провідниках, кольорове забарвлення неізольованих струмопровідних частин, ізоляції, внутрішніх поверхонь шаф, щитів керування, написи, таблички, схеми комутації, знаки високої напруги, попереджувальні знаки, попереджувальні сигнали та ін.
Вимоги міжнародних стандартів (МЕК 60 446–89, МЕК 60 245.1–94, МЕК 60 227.1–93) установлюють кольорову та цифрову ідентифікацію прові-дників, використовувану в електричних колах електроустановок (кольорове маркування шин за ПУЕ відрізняється). Згідно з ними фазові провідники (шини) у трифазних колах можуть мати позначення L1, L2, L3 і кольорове позначення відповідно коричневим, чорним та сірим кольорами. У двофазних мережах фазовий провід позначений через L і має бути коричневим. Для ідентифікації фазних провідників можна використовувати чорний, коричневий, червоний, фіолетовий, сірий рожевий, білий, оранжевий, біло-рожевий кольори.
Захисні провідники в низьковольтних електроустановках можуть бути позначені літерами PE і кольоровою комбінацією жовтого та зеленого кольорів, нанесених на всій поверхні почергово поздовжніми або поперечними смугами. Провідник PEN позначають літерами PEN і кольоровою комбінацією жовтого та зеленого кольорів по всій довжині та голубою смугою на кінцях або навпаки голубим кольором по всій довжині та жовто-зеленими смугами на кінцях. Нейтральний провідник N позначають літерою N та голубим кольором. Окремо жовтий та зелений кольори для кольорової ідентифікації не використовують. Кабелі що мають до п’яти жил, позначають відповідними кольорами, за більшої кількості жил – кольорами або цифрами.
Попереджувальні сигнали використовують для забезпечення інформації про перебування електрообладнання під напругою, про стан ізоляції пристроїв захисту, відхилення режимів роботи від номінальних значень.
Лекція № 12
Тема 13. Контроль ізоляції в тягових мережах. (2 години)
У тягових мережах електровозної відкатки як зворотний струмопровід використовують рейковий ланцюг, тому струм витоку на землю (тіло людини) проходить паралельно навантаженню (електровоза). Допустиме значення струму витоку набагато менше від струму навантаження. Створення апаратури захисту від витоків на землю в тягових мережах пов’язано зі значними труднощами. Вони зумовлені тим, що характер опору витоку непостійний – і між параметрами витоку, і небезпекою струму, що проходить через людину, не завжди існує певна залежність. Параметри ємності та активного опору людини залежать від площі дотикання, характеру шкіри та ін. Тому спроби створити апаратуру на основі зміни ємності мережі не мали успіху.
Створено велику кількість методів контролю ізоляції, які ґрунтуються на обробці сигналів тягових перетворювачів і споживачів та на розділенні каналів споживачів і витоків на землю. Використовують частотний та часовий методи розділення каналів. Частотне розділення каналів передбачає використання оперативного струму підвищеної частоти для вимірювання витоку й обробку електроприймачів спеціальними загороджувачами. Принцип частотного розділення каналів для контролю витоку струму на землю реалізовано в ряді пристроїв (РУКС, АЧЗ та ін.).
Метод часового розділення каналів використовується в апаратурі У30-2. Цей пристрій використовується для контролю витоків у контактній мережі з пульсуючою напругою. У цій схемі в паузах між імпульсами напруги (живильної) стан ізоляції контролюється постійним струмом протилежної полярності.
Для усунення впливу електровоза на роботу захисту, ланцюги електровозів захищаються по колу оперативного струму діодним загороджувачем VD3. Шунтувальний діод VD4 служить для згладжування пульсації в двигуні. За допомогою фільтра зворотного струму Ф (R0, R1) обмотка реле К1 пов’язана з трифазною живильною мережею.
Рис. 2.55. Принципова схема пристрою контролю ізоляції контактної мережі типу УЗО-2
Лекція № 13
Тема 14. Вибухонебезпечні виробництва. Нормативні документи. (2 години)
Функціонування багатьох промислових підприємств гірничодобувної, хімічної, нафтохімічної, газової та інших галузей пов’язано з використанням пожежо- та вибухонебезпечних речовин та з використанням електроенергії в пожежо- або у вибухонебезпечних зонах технологічних процесів. При цьому відповідні дільниці виробництва характеризуються або постійною наявністю вибухонебезпечного середовища, або існує потенційна небезпека появи такого середовища у випадку аварій чи відхилень від нормального ходу технологічного процесу. Щорічно в світі близько 5 % техногенних аварій (вибухи, пожежі) відбувається внаслідок дії на небезпечне газове середовище різних джерел електроенергії
У потенційно-небезпечних зонах різних галузей промисловості, у яких можлива поява вибухонебезпечних сумішей, потрібно використовувати вибухозахищене електрообладнання. Це – спеціальне електрообладнання, що відповідає ряду специфічних вимог і піддається випробуванням відповідно до методів, закладених у державні нормативні документи та стандарти.
Використання вибухозахищеного та рудникового електрообладнання найбільшою мірою пов’язано з розвідкою, добуванням, переробкою, зберіганням та відпуском вугілля, нафти, газу, бензину, конденсату і т. ін. Ці галузі промисловості України мають добре розвинену інфраструктуру, широку мережу продуктопроводів, переробних заводів, шахт, промислів, наявність місцевих споживачів, проте обладнані застарілим обладнанням та використовують економічно малоефективні технології. Однією з основних перешкод на шляху переоснащення їх сучасним вибухозахисним електрообладнанням є складності, зумовлені відмінністю технічних нормативних документів з вибухозахисту від аналогічних стандартів європейських країн. Відмінність ця обумовлена тим, що системи сертифікації, стандартизації та технічного регулювання дістались в спадщину від СРСР і були побудовані на принципах планової економіки, тобто без ринкової конкуренції та тотальному контролі. Це ускладнює участь України у від-критому ринку вибухозахисного електрообладнання. Перепонами є різні напрями розвитку науки, техніки, технології, обслуговування, відсутність нормативних документів, гармонізованих з міжнародними стандартами, різні рівні розвитку промисловості в цілому, кваліфікації обслуговуючого персоналу й умов експлуатації. Ураховуючи це за оцінкою Українського випробувального сертифікаційного центру введення нині в Україні стандартів ІЕС та CENELEC є недоцільним. Тому вибухозахисне електрообладнання не включено в перелік продукції, що підлягає обов’язковій сертифікації в Україні. Діюча в Україні дозвільна система допуску до експлуатації електрообладнання, що використовується у вибухонебезпечних зонах, унеможливлює несанкціоноване використання виробів, які не пройшли відповідних випробувань та перевірок.
Дозвільна система допуску є обов’язковою системою випробувань, перевірок і експертиз. У ній беруть участь:
1. Держнаглядохоронпраці – наглядова організація, що встановлює промислові норми, вимоги безпеки та порядок їх використання. Вона відповідає за ліцензування небезпечних установок, допуск до експлуатації обладнання, бере участь в акредитації випробувальних лабораторій і органів сертифікації, які випробовують продукцію та видають свідоцтва й висновки про її безпеку.
2. Випробувальний сертифікаційний центр вибухозахисного і рудникового електрообладнання (ВСЦ ВЕ) – орган сертифікації, акредитований в системах УКРСЕПРО (Україна) і ГОСТР (Росія). Центр проводить випробування виробів, експертизу технічної документації на вибухонебезпечне обладнання оформляє експертні висновки, які є основою для одержання дозволу Держнаглядохоронпраці України та свідоцтва про вибухо-захищеність виробу. У разі потреби за запитом виробника видається сертифікат відповідності, зареєстрований в державному реєстрі України. Для закордонних виробників також проводяться випробування виробів, експертиза документації та видається свідоцтво ВСЦ ВЕ і дозвіл Держнаглядохоронпраці.
Особливі умови експлуатації вибухозахисного електрообладнання в ряді специфічних галузей промисловості (вугільній, космічній, цивільній авіації, морському флоті, добуванні нафти на шельфі та ін.) обумовили наявність в них власних нормативних документів, що регламентують технічні вимоги та особливості допуску і нагляду за використанням вибухозахисного електрообладнання.
Лекція № 14
Тема 15. Вибухонебезпечні суміші в підземних виробках гірничих підприємств. (2 години)
Вибухонебезпечні речовини в підземних виробках виділяються в процесі добування ряду корисних копалин: вугілля (метану), калійної солі (водню), озокериту (сірководню).
Рудниковими газами називають природні гази, що виділяються з корисних копалин і оточуючих її порід та технологічні гази, що утворюються в підземних виробках у результаті хімічних та біохімічних реакцій між киснем повітря та вугіллям, породами, дерев’яним кріпленням, під час буровибухових робіт та ін. Основним компонентом рудникових газів у вугільних шахтах, небезпечних за газом та пилом, є метан (CH4) та його гомологи, вуглекислий газ (СО2), оксид вуглецю (СО), азот (N2) та його оксиди.
Найбільшу небезпеку становлять вибухонебезпечні гази, що складаються з метану, його гомологів (етану, пропану, бутану), водню (у невеликій кількості) та інших горючих газів. Кількість метану, який виділяється, залежить від гірничо-геологічних умов, газоносності пластів, особливостей технологічного процесу. Основним джерелом виділення метану є свіжі оголені площини в підготовчих виробках, площини очисних вибоїв, які постійно оновлюються, та відбите вугілля. Під час розроблення пластів, небезпечних за раптовими викидами вугілля та газу, нерідко виробки заповнюються газом в перші ж хвилини після викиду, а концентрація метану в прилеглих до викиду виробках може досягати 90–100 %. Вибух газоповітряної суміші в обмеженому просторі гірничих виробок призводить до дуже тяжких, часто катастрофічних наслідків. Результатами вибуху можуть бути людські жертви, значні руйнування гірничих виробок, обладнання тощо, що веде до виходу з ладу дільниці, де відбувся вибух, а іноді і всієї шахти на довгий час.
Розрізняють рудникове вибухобезпечне електрообладнання та вибухобезпечне обладнання для вибухонебезпечних приміщень та зовнішніх установок. Вибухобезпечне електрообладнання повинно проходити державні випробування та сертифікацію у Випробувальному сертифікаційному центрі вибухонебезпечного і рудникового електрообладнання (ВСЦ ВЕ). Специфічні умови гірничого підприємства з підземною розробкою родовищ корисних копалин вимагають виготовлення та використання в шахті електрообладнання у спеціальному рудниковому вибухозахисному виконанні. Вибухозахисне електрообладнання виготовляється та використовується відповідно до вимог ПУЕ, «Правил виготовлення вибухобезпечного рудникового електрообладнання» (ПВВРЕ) та інших діючих нормативних документів.
Метаноповітряна суміш більш небезпечна, ніж суміш повітря із вугільним пилом, тому з погляду електрообладнання потрібно забезпечити його захист для метаноповітряної суміші. Нижня та верхня межі вибуховості для метаноповітряної суміші становлять відповідно концентрації 4,9 та 16 % метану, а для водневоповітряної суміші відповідно 4 та 74 % водню.
Найбільш небезпечна (оптимальна) концентрація, коли суміш вибухає найлегше та створює максимальний тиск під час вибухів, для метану – 5–9 %, а для водню відповідно 4–74 %.
Однак межі вибуховості, як і значення оптимальної концентрації, не залишаються постійними і залежать від ряду факторів (початкової температури суміші, тиску, величини початкового підпалювального імпульсу та ін.). Оптимальна концентрація однієї і тієї ж суміші не однакова за різних джерел підпалювання. Так, метаноповітряна суміш найлегше підпалюється від електричних іскор за концентрації близько 8,5 % метану, від ниток розжарення – 9,8 %, від іскор тертя – за концентрації 6,4–7,4 %.
Температура підпалювання рудникового газу також не постійна і змінюється залежно від багатьох чинників у широких межах (650–750 С). Вона залежить від енергії джерела підпалювання, зовнішньої температури, початкового тиску та ін.
Другим важливим чинником (за концентрацією метану), який визначає умови запалювання вибухонебезпечної шахтної атмосфери, є здатність джерела підпалити це середовище.
Дата добавления: 2016-03-22; просмотров: 1386;