книги / Проходческо-очистные комбайновые комплексы калийных рудников. Ч. 1

6 2

мощностями короткого замыкания, с меныпими габаритами и меньшей стоимости. Одновременно уменьшается падение напряжения на шинах ГПП при коротком замыкании на шинах или отходящих линиях. Высоковольтные ЛЭП, высокая, а иногда и

(атмосферных) перенапряжений. В ряде случаев на старых ГПП можно видеть разрядники, присоединенные к секциям шин подстанций для защиты от внутренних (коммутационных) перенапряжений.

К секциям шин через высоковольтные ячейки присоединены все отходящие от ГПП кабельные линии. На одной ГПП применяются высоковольтные ячейки с масляными выключателями одного типа (ВЭМП-10, ВМП-10, ВМГ-10).

Электрические нагрузки на секции шин ГПП формируются более или менее равномерно. Для рационального распределения электроэнергии на территории предприятия располагается целый ряд распределительных и трансформаторных подстанций (РП и ТП), а в самом руднике - одна или несколько центральных подземных подстанций (ЦПП). Исключением является БКПРУ-1, которое не имеет своей ГПП, т.к. ввиду близкого расположения от ТЭЦ-10 все трансформаторные (ТП) и распределительные (РП) подстанции получают питание непосредственно от генераторных тттин ТЭУ напряжением 6,0 кВ.

К шинам подстанций присоединены измерительные трансформаторы напряжения (НТМИ-6, НТМК-6, НОМ-6) для питания измерительных цепей. Токовые линии измерительных цепей запитаны от трансформаторов тока различных типов, встроенных в каждую высоковольтную ячейку.

К шинам подстанций могут быть подсоединены батареи статических конденсаторов (БСК), используемые для улучшения коэффициента мощности (coscp или tgcp), а, следовательно, поддержания напряжения сети на номинальном уровне.

Необходимая мощность БСК и размещение их на территории предприятия определяется расчетом.

От ГПП непосредственно или через промежуточную ТП или РП напряжение подается на ЦПП (центральную подземную подстанцию), которых может быть несколько. Ввод электроэнергии в рудник производится по нескольким сфазированным кабелям сечением

63

В качестве стволовых используются специальные кабели типа ЦСБН-6, ЦСКН-6, с нестекающей массой, предназначенные для работы в вертикальных выработках. В подземных условиях допускается использование кабелей только с медными жилами (например, СБН-6 3x25, 3x35, 3x50 и т.д.).

Все кабели, идущие на ЦПП, реактированы, т.е. присоединены к реакторам РБА для ограничения мощности короткого замыкания на шинах ЦПП до допустимой нормы (до 50 MBA - на старых предприятиях, до 100 MBA - на новых рудниках).

Электрические схемы ЦПП, расположенных недалеко от стволов, повторяют схему ГПП. Вводные, секционные и линейные ячейки на ЦПП одного типа (КРУ-6, КРУРН-6). Иногда ЦПП связаны между собой кабельными линиями.

От ЦПП по радиальной, последовательной или комбинированной схеме питаются многочисленные УРП (участковые распределительные подстанции).

УРП оборудованы взрывобезопасными высоковольтными ячейками типа РВД-6, КРУВ-6, используемыми и как вводные и секционные ячейки.

От ячеек КРУВ-6 и др., имеющих встроенную защиту от токов короткого замыкания, однофазного замыкания на землю, получают питание передвижные сухие трансформаторные подстанции типа ТКШВП-6/0,66, ТСВП-6/0,66 различной мощности. Передвижные трансформаторы располагаются по возможности ближе к потребителю электроэнергии, что обеспечивает высокий уровень напряжения на зажимах электродвигателей горных машин, обеспечивая их надежную работу и высокую производительность.

Непосредственно к потребителю электроэнергия подается по гибким резиновым экранированным или обычным кабелям различного сечения и конструкции напряжением 660 В.

Из общего стандартного ряда кабельных изделий наиболее широко используются кабели с сечением рабочих жил в 4, 6, 10, 16, 25,35, 50,70,95, 120 и 150 мм2

Кроме электроэнергии на калийных предприятиях при производстве работ, в основном на поверхностном комплексе, используется пневматическая энергия. Сжатый воздух поступает на фабрики с компрессорных установок, располагаемых на поверхности в здании компрессорной.

Снабжение производственных помещений тепловой энергией осуществляется с котельных, которые в ряде случаев, например на БКПРУ-4, располагаются на территории рудоуправления.

64

1.11. ЗАЩИТНОЕ ЗАЗЕМЛЕНИЕ

Все электрооборудование должно быть снабжено защитным заземлением.

Защитное заземление служит для защиты людей от поражения электрическим током при прикосновении к металлическим частям электроустановок, находящихся под напряжением при нарушении изоляции.

Заземляющее устройство состоит из заземлителей и заземляющей магистрали, обеспечивающей надежную электрическую связь между металлическими корпусами заземляемых электроустановок и заземлителями.

Различают основные и резервные главные заземлители, основную и дополнительную заземляющие магистрали.

Основными главными заземлителями на калийных рудниках являются искусственные заземлители, расположенные на поверхности вблизи одного из стволов. Таких заземлителей должно быть не менее двух, резервирующих друг друга.

Главные заземлители представляют собой металлические проводники различной формы, имеющие надежный контакт с землей.

В качестве резервного главного заземлителя допускается использовать тюбинговую металлическую крепь или естественные заземлители поверхностного комплекса.

По всем горным выработкам проложена заземляющая магистраль, состоящая из общей сети заземления и дополнительного заземляющего контура.

Связь между главными заземлителями на поверхности и подземной заземляющей магистралью обеспечивает стальной проводник сечением не менее 200 мм2 или медный проводник сечением не менее 100 мм2, проложенный по стволу.

Общая сеть заземления состоит из стальной брони и свинцовых оболочек бронированных кабелей и заземляющих медных жил гибких кабелей всех напряжений, непрерывно связанных между собой и подсоединенных к главным заземлителям.

Металлические корпуса электроаппаратуры должны быть надежно связаны с броней и свинцовой оболочкой присоединенных кабелей при помощи перемычек из стали сечением не менее 50 мм2 или из меди сечением не менее 25 мм2

Дополнительный заземляющий контур прокладывается параллельно общей заземляющей сети и подсоединен к главным заземлителям.

65

10 - комбайн.

бб

Он представлен стальным проводником сечением не менее 200 мм2, проходящим по общешахтным главным выработкам и не менее 100 мм2 - по панельным и участковым выработкам.

Все металлические корпуса стационарных установок присоединяются к дополнительному контуру с помощью перемычек из стали сечением не менее 50 мм2 или 25 мм2 из меди.

Таким образом, дополнительный заземляющий контур выполняет функцию местных заземлителей, которые допускается не устанавливать в виду низкой электропроводности калийных и каменных солей.

Передвижные установки и механизмы присоединены к общей сети заземления через заземляющие жилы гибких кабелей. Устройство и эксплуатация защитного заземления выполняется согласно специальной инструкции [9].

Общее сопротивление сети заземления рудника не должно превышать 10 Ом при токе однофазного короткого замыкания в сети 6 кВ , не превышающем 6А.

На рис. 1.22 приведены принципиальная общая схема устройства защитного заземления на калийных рудниках и примеры заземления различного оборудования.

2. ТИПОВЫЕ СХЕМЫ РАБОТЫ КОМБАЙНОВЫХ КОМПЛЕКСОВ.

Очистные и подготовительные работы на Верхнекамских калийных рудниках ведутся в разнообразных горно-геологических условиях. Разрабатываемые пласты имеют различные физико­ химические свойства, различную мощность, непостоянный угол падения, разную степень газоносности и опасности по внезапным выбросам газа (см. разделы 1.1 и 1.5).

Разнообразные сочетания условий залегания пластов и их свойств объясняют разнообразие применяемых технологических схем ведения очистных и подготовительных работ. Схемы различаются способом выемки руды из массива (комбайновый, буровзрывной или комбинированный), наличием или отсутствием аккумулирующей емкости, средствами доставки руды и механизации вспомогательных работ.

Основным способом отбойки руды на рудниках Верхней Камы является комбайновый. Буровзрывной способ имеет второстепенное значение и применяется, как правило, в особо сложных горно­ геологических условиях ( СКПРУ-1, СКПРУ-2, БКПРУ-1).

67

Комбайновая технология характеризуется простотой производственного цикла, сведением до минимума числа людей, непосредственно работающих в забое и т.д. На рудниках применяются проходческо-очистные комбайновые серии “Урал” различных модификаций и ПК-8МА, составляющие вместе с бункерами-перегружателями (БП) и самоходными вагонами (СВ) комбайновые комплексы..

Основные сведения о горных машинах и механизмах, используемых при добыче руды, приводятся в разделе 4. Комбайновые комплексы применяются на очистной выемке, при проведении подготовительных выработок в очистных камерах до начала буровзрывных работ и при комбинированном способе выемки.

Комбайны обеспечивают отбойку руды и погрузку ее на транспортное средство или в бункер-перегружатель. Сечение комбайновых выработок зависит от типоразмера комбайна. Доставка руды от комбайнов до участковых конвейеров или до рудоспускных скважин осуществляется самоходными вагонами с электрическим приводом типа 5ВС-15М (грузоподъемностью 15т).

Для приема руды от комбайна, временного ее накопления и перегруза в самоходные вагоны применяют бункер-перегружатели типа БП-3 или БП-14. Применение перегружателей значительно сокращает или исключает время простоев комбайнов в ожидании вагонов в период доставки руды, а также сокращает время простоев самоходных вагонов в период их загрузки, что обеспечивает резкое повышение производительности комбайновых комплексов.

При значительной длине выработок, когда время пробега вагона превышает время наполнения бункера-перегружателя и комбайн вынужденно простаивает, возможен вариант комплекса с использованием двух самоходных вагонов. В этом случае возможны две схемы работы:

-оба вагона совершают циклические рейсы от БП до места разгрузки, разминуясь в середине пути. Иногда, при недостаточной ширине выработки, необходимо делать разминовки;

-оба вагона проходят только свою половину пути, а в его середине происходит перегрузка руды из вагона в вагон.

На рудниках Верхнекамского месторождения варианты с использованием двух самоходных вагонов применяются редко, в основном при проходке выработок длиной более 300 метров.

Перспективными являются технологические схемы добычи калийных руд с использованием проходческо-выемочных комбайнов, работающих совместно со средствами непрерывной доставки руды -

68

телескопическими или самоходными изгибающимися конвейерами [8]. В этом случае из комплекса исключаются традиционные БП и СВ. Руда от комбайна доставляется до места перегрузки на другой конвейер и до рудоспускной скважины непосредственно телескопическим или самоходным конвейером, технологически связанным с комбайном. Однако подобные комплексы до сих пор не нашли промышленного применения.

2.1. ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ

Все подготовительные выработки проходятся, как правило, сдвоенными ходами, т.е. параллельно прокладываются два штрека - транспортный и конвейерный. Причем обе выработки проходятся поэтапно, заходками, длина которых зависит от принятой технологии.

Количество проводимых одновременно выработок может быть и больше двух.

Необходимое сечение выработок обеспечивается числом комбайновых ходов по ширине и высоте выработки. Величина целиков между штреками принимается с учетом конкретных горно­ геологических условий.

Через определенное расстояние, равное длине заходки, выработки сбиваются сбойками, которые служат для сокращения пути транспортировки руды из забоя и улучшения условий проветривания выработок.

На рис.2.1 приведена схема расположения проходческих выработок и размещения в них горного оборудования.

В забое транспортного штрека находятся: проходческий комбайн 6, самоходный вагон 7 (бункер-перегружатель здесь не предусмотрен), вентилятор местного проветривания 8, передвижная трансформаторная подстанция 10 и распределительный пункт комплекса 9.

Руда из забоя доставляется самоходным вагоном по сбойке до конвейера 13 установленного на конвейерном штреке 5. Для улучшения условий разгрузки вагона на конвейер сооружена разгрузочная платформа 12.

Схема проветривания забоя приведена на рис.2.2. Свежая струя воздуха подается вентилятором по вентиляционному стволу до самого забоя, а отработанный воздух отводится через сбойку на конвейерный штрек. Для уменьшения утечек воздуха все сбойки, кроме рабочей, перекрыты перемычками 3 (рис.2.1).

69

После отработки заходки транспортного штрека в 210-250 м, комплекс перегоняется в забой конвейерного штрека. Став вентиляционных труб переносится в этот же штрек (рис.2.2).

После прохождения заходки конвейерного штрека комбайн отводится на расстояние до 10 м от забоя для проведения под углом 45° новой сбойки на транспортный штрек.

Для повторения цикла проходческих работ необходимо на тпаг заходки:

нарастить став конвейера; перенести вентилятор местного проветривания и вентиляционные трубы;

перенести трасформаторную подстанцию и распредпункт.

2.2. ОЧИСТНЫЕ РАБОТЫ

Технологические схемы комбайновой выемки в зависимости от мощности пластов и устойчивости вмещающих пород могут быть

комбайнового хода А (рис.2.4а), зависящей от типоразмера комбайна. При многоходовой выемке в контуре камеры проходят несколько ходов комбайна по ширине камеры, между которыми оставляют междуходовые (технологические) целики С (рис.2.4в,г) для обеспечения устойчивой эффективной работы комбайна и поддержания кровли. В этом случае ширина камеры В определяется суммарной шириной комбайновых ходов и междуходовых целиков (рис.2.4в). Между камерами оставляются междукамерные целики Б. Ширина междуходовых и междукамерных целиков принимается с учетом конкретных горно-геологических условий.

Однослойные и многослойные схемы принимаются в зависимости от соотношения высоты комбайна и мощности вынимаемого пласта. На рис.2.4 приведены двух- и трехслойные схемы отработки пласта с различным числом ходов в камере.

При многослойной схеме отработка пласта производится от кровли к почве, т.е. последовательность ходов в слое нисходящая (рис.2.4д). При определенном соотношении между высотой комбайна и мощностью пласта полезная площадь хода по второму и третьему