Электрификация горного производства : в 2 т. Т. 2

МОСКОВСКИЙ 

ГОСУдАРСТВЕННЫЙ 

ГОРНЫЙ 

УНИВЕРСИТЕТ 

НАUIОНМЬНИЙ 

ГIРНИЧИЙ 

УНIВЕРСИТЕТ 

РЕL\АКUИОННЫЙ 

С 
О 
В 
Е 
Т 

Председатель 

JI.A. ПУЧКОВ 

Заw. председателя 

Jl.X ГИТИС 

Члены редсовета 

И. В. ДЕМЕНТЬЕВ 

А.П. ДМИТРИЕВ 

Б.А. КАРТОЗИЯ 

МВ. КУРЛЕНЯ 

В.И. ОСИПОВ 

Э.М СОКОЛОВ 

К.Н. ТРУБЕЦКОЙ 

В.В.ХРОНИН 

В.А. ЧАНТУРИЛ 

Е.И. ШЕМЯКИН 

ИЗДАТЕЛЬСТВО 

моско8( ·кого 

ГОСУДАРСТВЕНf/ОГО 

ГОРНОГО .'v'f/ИBEPCHTETA 

ректор МГГУ, 

чл. -корр. РАН 

директор 

Издательства МГГУ 

академик РАЕН 

академик РАЕН 

академик РАЕН 

академик РАН 

академик РАН 

академик МАН ВШ 

академик РАН 

профессор 

академик РАН 

академик РАН 

Llопушено Учебно-метоА.нческнм 
обье4нненнем вузов Российской 

Фел.ераиии по образованию 

в области горного А.ела, 

уполномоченным органом 
~инистерства образования 

и науки Российской Фел.ераиии 

в области ~и~вания учебных 

иЗА.аннй АЛЯ высшего гое_ного 
образовани~ в качестве учебника 
АЛЯ стуАентов вузов, обучаюшикся 
по спеииальности •Элект,ропривоА 

и автоматика промышленнык 

установок и технологическик 

комплексов• (квалнфикаиия 
•горный инженер•) 

направления поА.готовки 

« Элект,ротекника, элект,ромеканика 

н элект,ротехнологии• 

ГОРНАЯ 
ЭЛЕКТРОМЕХАНИКА 

ЭЛЕКТРИФИКАUИЯ 

ГОРНОГО 

ПРОИЗВОдСТВА 

том 2 

По.i! ре.tакиней 

А.А. Пучкова, Г.Г. Пнвняка 

Llопушено Министерством 
образования и науки Украины 

в качестве учебника 

АЛЯ стуА.ентов высших 
учебных завел.ений 

~ 

МОСКВА 

ИЗМТЕЛЬСТВО МОСКОВСКОГО 

ГОСУ 
МРеТВЕННОГО 
ГОРНОГО-------УНИВЕРСИТЕТА 
2007 

у 
дк 622:621.3 1 

ББК 31.27 

Э45 

Издано при финансовой поддер.жке Федерального агентства по печати и 

массовым коммуникациям в рамках Федеральной целевой программь1 

«Культура России» 

Книга соответствует «Гигиеническим требованиям к изданиям книжным для 

взрослых. СанПиН 1.2.1253-03», утвержденным Главным государственным 

санитарным врачом России 30 марта 2003 г. 

Экспертиза проведена Учебно-методическим объединением высших учебных заведений Российской Федерации по образованию в области горного 

дела(письмоМ51-97/6 от 21.09.06) 

Рецензенты: 
• 
кафедра «Теоретическая элеi\I'))отехника и элеi\I'))ификация нефтяной и 

газовой промышленности» Российского государственного университета 

нефти и газа (зав. кафедрой д-р техн. наук, проф. М. С. Ершов); 
• 
кафедра «Автоматизация управления элеi\I'))отехническими комплексаМИ>> ИЭЭ Национального технического университета Украины (зав. кафедрой д-р техн. наук, проф. В. М. Чермалых); 
• 
д-р тех н. наук, проф. А. Т. Ерыгин (ИПКОН РАН) 

Авторы: 

А.В. Ляхомский, Л.А. Плащаиский, Н.И. Чеботаев, В.И. Щуцкий 

(Московский государственный горный университет), 

Ф.П. Шкрабец, В. Т. Заика, Ю.Т. Разумный, А.Я. Рыбалко 

(Национальный горный университет, Украина) 

Э 45 
Электрификация горного пронзводства: Учебник для вузов: В 2 т. 1 

Под ред. Л.А. Пучкова и Г.Г. Пивняка.- М.: Издательство Московского государственного горного универсiП'СТЭ., 2007. -Т. 2.-595 с.: ил. 

ISBN 978-5-7418-0453-7 (в пер.) 

Рассм01рены особенности электрификации подземных горных работ, системы 

распределении электроэнергии на поверхности шахт и рудников, электрооборудовании подстанций и распределительных устройств в условиях подземных горных 

работ, особенности исполнении и устройство рудничной электрической аппаратуры 

напряжением до 1 кВ и выше, электрические сети в подземных выработках и электроснабжение подземных п01ребителей, электроснабжение и электрооборудование 

рудничного электровозного транспорта, а таюке основы проектировании подземных 

систем электроснабжения. Изложены обшие вопросы электрификации объектов городского подземного строительства (ГПС). Описано электрооборудование и электроснабжение поверхностных комплексов объектов ГПС, электрооборудование 

машин и комплексов дли сооружения подземных объектов. 

Дли студентов, обучающихси по специальности <<Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексоВ>> (квалификацни <<ГОрный инженер>>) напрааления подготовки <<Электротехника, электромеханика и электротехнолоrии>>. 

ISBN 978-5-5-7418-0454-4 
ISBN 978-5-7418-0453-7(Т.2) 

УДК 622:621.31 

ББК 31.27 

© Коллектив авторов, 2007 

©Издательство МГГУ, 2007 
© Дизайн книги. Издательство 

МГГУ, 2007 

Предисловие------------------------
Электрификация горных nредnриятий имеет важное значение как основная энергетическая база комnлексной механизации и автоматизации горных работ. Современные шахты и 

рудники круnные nотребители электрической энергии, обладающие характерными особенностями, связанными с условиями работы машин и механизмов в nодземных условиях 

(газовая и nылевая среда, водообильность и ряд других сnецифических горно-геологических факторов). Условия nодземных 

шахт и рудников, особенно оnасных по газу или nыли, обусловили ряд сnециальных требований к электроснабжению nредnриятий, к исnолнению рудничного электрооборудования. Это 

nотребовало решения многих nроблем, связанных с безоnасным nрименением электроэнергии в шахтах и рудниках; с защитой nерсонала от nоражения электрическим током, особенно nри nрименении в забое наnряжения 3 (3.3) кВ и т.n. Разработаны, созданы и внедрены на шахтах и рудниках разнообразные виды рудничного электрооборудования и научные методы безоnасного nрименения электроэнергии в nодземных 

выработках шахт и рудников. 

За nоследнее время в системах электроснабжения горных 

nредnриятий nроизошли существенные изменения. Повышение 

наnряжения сетей и nитающих линий, широкое nрименение 

системы глубокого ввода, наконец, nрименение более высокого 

уровня наnряжения для nриемников электрической энергии 
(660, 1140, 3000 (3300), 6000, 10000 В) в nодземных выработках 

угольных шахт коренным образом nовлияли как на основные 

nринциnы электроснабжения, так и на nостроение схем расnределения электроэнергии на шахтах. Новые технологии и средства механизации выдвигают новые nовышенные требования к 

электрификации nодземных горных работ, а вместе с тем и к 

уровню nодготовки инженерного nерсонала, от которого зависят 

усnешное внедрение нового электрооборудования, его квалифи
5 

цированная эксплуатация и улучшение экономической эффективности производства. 

Учитывая возможные схемные и конструктивные изменения рудничного электрооборудования, авторы стремились осветить преимущественно основные положения, которые должны 

облегчить ориентировку будущих горных инженеров-электриков во всем многообразии проблем, связанных с применемнем 

электрической энергии в подземных выработках. 

Учебник написан в соответствии с программой курса «Электрификация горного производства)), изложение которого базируется на материале дисциплин «Электрические и электронные 

аппараты)), «Основы электроснабжения горных предприятий)), 

«Автоматизированный электропривод машин и установок горного производства)). 

ЭЛЕКТРИФИ КАUИЯ 
ПОдЗЕМНЫХ 

ГОРНЫХ РАБОТ 

Глава 13 

Распре~еление электроэнергии 

на поверхности шахт и ру~ников 

Глава 14 

По~земные по~станuии 

и распре~елительные пункты 

Глава 15 

Ру~ничная электрическая аппаратура 

управления и зашиты 

Глава 16 

Электрические сети в по~земных 

выработках 

Глава 17 

Электрообору~ование по~земных 

горных машин и механизмов 

Глава 18 

Электроснабжение по~земных 

потребителей 

Глава 19 

Электроснабжение 

и электрообору~ование ру~ничного 

по~земного транспорта 

Глава 20 

Расчет электроснабжения 

по~земных участков 

----------РАЗ~ЕЛ------------
3 

Глава 13------------
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКГРОЭНЕРГИИ 

НА ПОВЕРХНОСГИ ШАХГ 

И РУДНИКОВ 

13.1. ТРЕБОВАНИЯ К СИСТЕМАМ ВНУТРЕННЕГО 

ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ШАХТ И РУДНИКОВ 

Системы электроснабжения угольных шахт (рудников) 

создаются для обеспечения питания электроэнергией приемииков на поверхности шахты (рудника) и в горных выработках: подъемные установки, вентиляторы, компрессоры, холодильные машины, насосные агрегаты, вакуум-насосные станции, технологические комплексы угля и породы на поверхности, подземные потребители по добыче и транспортированию 

до околоствольного двора полезного ископаемого, машины 

для проходки горных выработок и транспорта породы или ее 

дробления, если она используется для закладки выработанного 

пространства, а также все электроприемники напряжением 
380-220 В на поверхности, обеспечивающие функционирование горного предприятия. 

Для этой цели прокладываются сети внутреннего электроснабжения, включающие электрические сети на поверхности и в 

подземных выработках горных предприятий (подстанции, распределительные устройства, линии электропередачи, распределительные пункты). 

В качестве стандартных напряжений используются (127), 

220, 380, 660, 1140, 3000, (3300), 6000 и 10 000 В, 35 000 В. 

В основе построения схем внутреннего электроснабжения 

лежит требование ПУЭ в отношении обеспечения надежности 

электроснабжения приемников электрической энергии. 

9 

Все потребители угольных и сланцевых шахт (рудников) 

отнесены к следующим категориям по надежности электроснабжения: 

• 
к первой категории клетевой, грузолюдекой и людской подъемы; главные вентиляторные установки и вспомогательные вентиляторные установки шахт 111 категории и сверхкатегорных по газу и пыли; компрессорная станция на шахтах, где 

пневмоэнергия является основным видом энергии; магистральная перекачная углесосная станция гидротранспорта; установки 

для дегазации угольных пластов; противопожарная насосная 

станция; устройства А 
Те, диспетчерской и ПЭВМ; сетевые и 

питательные насосы котельной, а в подземных выработках 
главный и перекачной водоотливы; гидроподъем, совмещенный 

с главным водоотливом; перекачная углесосная станция; 

+ ко второй категории вспомогательный клетевой подъем на вентиляционном стволе; калориферные установки; скиповой и конвейерный угольные подъемы; компрессорные станции 

на шахтах, где пневматическая энергия не является основным 

видом энергии; установка для кондиционирования воздуха; технологический комплекс и обогатительная установка (при отсугствии аварийного склада угля); насосные станции хазпитьевого 

и производственного водоснабжения; установки по очистке 

шахтных вод, временные установки строительства шахты, а в 

подземных выработках зумпфовой водоотлив; участковый водоотлив с притоком воды более 50 м
3
/ч; подземная подстанция 

очистного блока (участка); 

+ к третьей категории аварийно-ремонтный (инспекторский) подъем; скиповой и конвейерный породные подъемы; высоконапорная насосная станция гидрошахты; канатная дорога; 

технологический комплекс и обогатительная установка (при наличии аварийного склада угля); насосные станции технической 

воды и фекальных стоков; погрузка угля в железнодорожные вагоны; административно-бытовой комбинат (кроме А 
Те, диспетчерской и ПЭВМ); автогараж; механические мастерские; складские установки (материальный, угля, лесной); наружное и внугреннее освещение зданий и сооружений, а в подземных выра
10 

ботках участковый водоотлив с притоком воды до 50 м
3
/ч; очистные и подготовительные работы (для вентиляторов местного 

проветривания тупиковых выработок и особо опасных забоев 

предусматривается повышение надежности электроснабжения в 

соответствии с требованиями ПБ); подземный транспорт; подземная установка для кондиционирования воздуха. 

К особой группе электроприемников на угольных шахтах по 

классификации категорий, изложенных в ПУЭ, следует отнести 

двигатели систем маслосмазки турбокомпрессорных станций и 

холодильных машин. В качестве третьего независимого источника питания для двигателей системы маслосмазки предусматривается установка аккумуляторной батареи соответствуК)uцей 

емкости и напряжения. 

В соответствии с требованиями ПУЭ допускаК)тся перерывы в электроснабжении: 
+ электроприемников 1 категории на время автоматического ввода резервного питания при условии обеспечения их 

электроэнергией от двух независимых источников питания; 

+ электроприемников П категории на время, необходимое для ВКЛК)Чения резервного питания дежурным персоналом 

или выездной оперативной бригадой; 
+ электроприемников III категории на время, необходимое для ремонта или замены поврежденного элемента системы 

электроснабжения, но не более одних суток. 

Таким образом, отнесение потребителей к той или иной категории определяет степень резервирования, что, естественно, 

влияет на капитальные вложения. Поэтому в каждом конкретном случае необходимо при отнесении потребителей к той или 

иной категории и определении степени резервирования тuцательно взвесить все возможные последствия нарушений электроснабжения. 

Поскольку на горных предприятиях, как правило, имеК)тся 

электроприемники 1 категории, перерыв в электроснабжении 

которых связан с угрозой для жизни ЛК)дей, а также потребители 11 категории, бесперебойная работа которых необходима для 

непрерывного функционирования основных производственных 

11