Jeśli jesteś właścicielem tej strony, możesz wyłączyć reklamę poniżej zmieniając pakiet na PRO lub VIP w panelu naszego hostingu już od 4zł!
Strona wykorzystuje pliki cookies, jeśli wyrażasz zgodę na używanie cookies, zostaną one zapisane w pamięci twojej przeglądarki. W przypadku nie wyrażenia zgody nie jesteśmy w stanie zagwarantować pełnej funkcjonalności strony!

Pomieszczenia bezpieczne i niebezpieczne

Metanowość ilość metanu pochodzenia naturalnego przypadająca na tonę czystej substancji węglowej.

 

1. Kategorie zagrożenia metanowego KZM:

  • I 0,1 do 2,5m3/tcsw

  • II 2,5 do 4,5m3/tcsw

  • III 4,5 do 8m3/tcsw

  • IV powyżej 8 m3/tcsw

 

2. Stopień niebezpieczeństwa powstania wybuchu zależy od prawdopodobieństwa nagromadzenia się mieszaniny wybuchowej oraz jednoczesne prawdopodobieństwo wystąpienia czynnika powodującego zapłon. W związku z tym wyrobiska i pomieszczenia można podzielić na bezpieczne i niebezpieczne.

Pomieszczenia bezpieczne są to pomieszczenia w których nagromadzenie się mieszaniny wybuchowej nie jest możliwe. Zalicza się do nich również wyrobiska ze stopniem „a” niebezpieczeństwa wybuchu, w których nagromadzenie się metanu w powietrzu powyżej 0,5% jest wykluczone.

W pomieszczeniach niebezpiecznych ze stopniem „b” istnieje możliwość tworzenia się mieszanin wybuchowych, jednak w normalnych warunkach przewietrzania nagromadzenie metanu w powietrzu powyżej 1% jest wykluczone.

W pomieszczeniach niebezpiecznych ze stopniem „c” istnieje możliwość tworzenia się mieszanin wybuchowych, jednak w normalnych warunkach przewietrzania nagromadzenie metanu w powietrzu może przekroczyć 1%.

 

3. Zagrożenie wybuch pyłu węglowego

A – nie występuje niebezpieczny pył węglowy lub w strefie zagrożenia nie ma odcinków wyrobisk dłuższych niż 30m z niebezpiecznym pyłem węglowym.

B – występuje niebezpieczny pył węglowy lub w strefie zagrożenia są odcinki wyrobisk dłuższe niż 30m z niebezpiecznym pyłem węglowym.

 

4. Inne pomieszczenia niebezpieczne

  • wilgotne (wilgotność 75% - 95%)

  • gorące (temp. powyżej 28ºC)

  • do ładowania akumulatorów

  • do przechowywania materiałów wybuchowych

  • inne

Zasilanie kopalń

Zasilanie głównych odbiorników

Większość nowych kopalni jest zasilana liniami 110kV lub 220kV energetyki zawodowej. Starsze kopalnie były zasilane liniami 20kVi 30kV, a niektóre były połączone bezpośrednio do rozdzielni 6kV. Każda kopalnia musi być zasilana co najmniej z dwóch niezależnych źródeł zasilania:

  • okręgowa sieć energetyki zawodowej oraz elektrownia własna (zlokalizowana na terenie kopalni),

  • dwie stacje transformatorowo-rozdzielcze zasilane oddzielnie z energetyki zawodowej.

 

Sieci rozdzielcze 6kV(SN) na powierzchni kopalni muszą być przystosowane przede wszystkim do zasilania następujących odbiorników (wymagają one oddzielnych źródeł zasilania):

  • maszyn wyciągowych,

  • sprężarek,

  • wentylatorów głównego przewietrzania,

  • stacji odmetanowania,

  • zakładów przeróbki mechanicznej kopalin.

 

Do głównych odbiorników SN w podziemiach kopalń należą:

  • główne odwadnianie,

  • trafo oddziałowe,

  • trakcja.

 

Wymaganą cechą kopalnianego układu elektroenergetycznego jest wysoka niezawodność, która wiąże się z zapewnieniem bezpieczeństwa kopalni i załogi oraz ciągłości wydobycia. W związku z tym, można wyróżnić trzy grupy najważniejszych odbiorników:

  • wentylatory głównego,

  • maszyna wyciągowa do jazdy z ludźmi,

  • pompy głównego odwadniania.

 

 

Rozdział energii

Punktem wyjściowym jest główna rozdzielnica poziomowa zlokalizowana przy podszybiu. Gdy kopalnia ma tylko jeden poziom (najprostszy przypadek), kable z rozdzielnicy prowadzone są promieniowo do poszczególnych odbiorników oraz do rozdzielnic pośrednich i oddziałowych. Ze względu na bezpieczeństwo główna rozdzielnica zasilana jest co najmniej dwoma kablami z powierzchni. Normalnie istnieje konieczność rozłożenia obciążenia na większą liczbę kabli, które powinny mieć obciążalność prądową długotrwałą zapewniająca pracę wszystkich pomp głównego odwadniania przy włączonych wszystkich innych odbiorach w tejże rozdzielnicy.

Kable zasilające rozdzielnice pomp głównego odwadniania powinny być prowadzone dwoma szybami, przy czym jedno ze źródeł zasilania powinno być zlokalizowane na powierzchni a drugie może być pośrednie jeżeli rozdzielnica jest zabezpieczona przed zalaniem.

W praktyce kopalnianej, kablowa sieć rozdzielcza jest wykonana jako sieć otwarta (połączenia rezerwowe nie stanowią stałych zamknięć, ale służą jako zabezpieczenie w przypadku awarii zasilania podstawowego), która jest przejrzysta i pozwala na zastosowanie prostych i niezawodnych zabezpieczeń zwarciowych.

Rozdzielnice kopalniane

 

 

 

Rozdzielnica elektroenergetyczna jest to zespół urządzeń przeznaczonych do rozdziału energii elektrycznej przy jednym napięciu znamionowym. W skład rozdzielnicy wchodzi aparatura rozdzielcza, zabezpieczeniowa, pomiarowa, sterownicza i sygnalizacyjna. W wyrobiskach podziemnych stosuje się rozdzielnice prefabrykowane. Rozdzielnice średniego napięcia ustawia się w zamkniętych pomieszczeniach ruchu elektrycznego.

Rozdzielnica składa się z szeregu pól rozdzielczych, które realizują następujące funkcje:

pole dopływowe (zasilające), które w zależności od źródła zasilania można podzielić na pola dopływowe liniowe, transformatorowe i generatorowe,

pole odpływowe (odbiorcze), które w zależności od rodzaju odbioru można podzielić na pola liniowe, transformatorowe, silnikowe i inne,

pole pomiarowe, grupujące urządzenia do pomiarów i pomocnicze, np. przekładniki napięciowe,

pole sprzęgłowe, w którym znajdują się łączniki sekcyjne i systemowe, służące do realizowania połączeń pomiędzy częściami rozdzielnic w rozbudowanych układach.

 

Jeżeli pole rozdzielnicy składa się z dwóch członów – członu ruchomego i nieruchomego, które mogą być od siebie oddzielone bez użycia narzędzi, to nazywamy je dwuczłonowym. W przeciwnym razie pole nazywamy jednoczłonowym. Podstawowym wyposażeniem elektrycznym pól rozdzielczych są:

szyny zbiorcze zapewniające połączenie elektryczne pomiędzy obwodami głównymi poszczególnych pól rozdzielczych,

wyłącznik, przeznaczony do załączania i wyłączania prądów roboczych, a także do wyłączania prądów zakłóceniowych (wyłącznik w polu dopływowym służy do załączania wyłączania zasilania całej rozdzielnicy oraz do wyłączania zwarć na szynach zbiorczych, wyłącznik w polu odpływowym służy do załączania i wyłączania odpływu),

odłączniki, służące do stworzenia bezpiecznej przerwy izolacyjnej pomiędzy włącznikiem a szynami zbiorczymi lub kablem dopływowym (odpływowym),

uziemnik – łącznik służący do uziemiania i zwierania odpływu odłączonego od szyn zbiorczych

 

Rozdzielnica dwuczłonowa prefabrykowana RDGm-12

Komponenty rozdzielnicy są usytuowane w oddzielnych przedziałach oddzielonych metalowymi osłonami. Przekrój pola rozdzielnicy oraz schematy pól rozdzielczych przedstawiono poniżej.

 

 

 

Rozdzielnice tego typu posiadają stopnień ochrony IP54 i mogą być stosowane w wyrobiskach podziemnych w pomieszczeniach niezagrożonych wybuchem. W członie stały pola rozdzielnicy można wyróżnić komory: wyłącznika, szyn zbiorczych, przyłączowa i obwodów pomocniczych (aparatury kontrolno-pomiarowo-zabezpieczającej). Człon wysuwny z wyłącznikiem może znajdować się w położeniu praca – próba - wyłączenie. Zmiana położenia odbywa się przez przestawianie członu wysuwnego za pomocą napędu śrubowego.

 

Dla zapewnienia wysokiego stopnia bezpieczeństwa pracy oraz zapobiegania awariom wynikającym z błędnej obsługi, w rozdzielnicach typu RDGm zastosowano szereg blokad mechanicznych i elektromechanicznych, które uniemożliwiają:

przestawienie członu wysuwnego z położenia „PRÓBA” do położenia „PRACA”, gdy wyłącznik (stycznik) jest zamknięty,

przestawienie członu wysuwnego z położenia „PRACA” do położenia „PRÓBA”, gdy wyłącznik (stycznik) jest zamknięty,

przestawienie członu wysuwnego z położenia „PRÓBA” do położenia „PRACA”, gdy odłącznik do suszenia silnika ( w danym polu) jest zamknięty,

zamknięcie wyłącznika (stycznika), gdy człon wysuwny znajduje się pomiędzy położeniem „PRÓBA” a położeniem „PRACA”,

zamknięcie stycznika, gdy odłącznik do suszenia silnika jest zamkniety,

przestawienie członu wysuwnego z położenia „PRÓBA” do położenia „PRACA”, gdy uziemnik pola jest zamknięty,

zamknięcie uziemnika, gdy człon wysuwny znajduje się w położeniu „PRACA” lub pośrednim,

w polu łącznika sekcyjnego przestawienie członu wysuwnego odcinacza (zwiernika) z położenia „PRACA” do położenia „PRÓBA”, gdy człon wysuwny w polu wyłącznikowym znajduje się w położeniu „PRACA” lub w położeniu pośrednim między położeniem „PRACA” a położeniem „PRÓBA”,

wprowadzenie członu wysuwnego o mniejszym prądzie znamionowym do pola o wyższym prądzie znamionowym i odwrotnie,

zamknięcie uziemnika, gdy strona uziemiana znajduje się pod napięciem,

otwarcie drzwi przedziału członu wysuwnego, gdy człon wysuwny znajduje się w położeniu „PRACA” lub w położeniu pośrednim między położeniami „PRÓBA”-”PRACA”,

otwarcie drzwi przedziału przyłącza kablowego, gdy uziemnik jest otwarty,

zdjęcie pokrywy tylnej przedziału przyłącza kablowego, gdy uziemnik jest otwarty.

 

Ognioszczelna rozdzielnica typu ROK-6

Ognioszczelna rozdzielnica typu ROK-6EM/A przeznaczona jest do pracy w sieciach o napięciu znamionowym 6 kV w podziemnych zakładach górniczych, w pomieszczeniach zaliczonych do stopnia „a”, „b” lub „c” niebezpieczeństwa wybuchu metanu oraz klasy „A” lub „B” zagrożenia wybuchem pyłu węglowego.

 

 

 

W skład rozdzielnicy typu ROK-6EM mogą wchodzić pola rozdzielcze w następujących wykonaniach:

dopływowych przeznaczonych do zasilania szyn zbiorczych rozdzielnicy,

odpływowych przeznaczonych do zasilania i sterowania odbiorników w sieci trójfazowej,

sprzęgłowych przeznaczonych do pracy w charakterze rezerwowego łącznika pomiędzy dwoma sekcjami szyn zbiorczych rozdzielnicy.

 

W ognioszczelnych polach rozdzielczych zastosowano wysokiej jakości mikroprocesorowe zespoły zabezpieczeń (MUPASZ 2001G, MUPASZ COMPACT G01, MUPASZ 7.G1, MULTIMUZ2) oraz wyłączniki lub styczniki średnich napięć w obwodach mocy (VC-1, SION, ROLLARC). Zastosowanie w/w aparatury łączeniowej i sterowników polowych zapewnia dużą funkcjonalność i wysoki poziom bezpieczeństwa obsługi w systemach energetycznych kopalń metanowych.

 

Rodzaje sterowania:

sterowanie lokalne,

sterowanie zdalne,

wizualizacja i sterowanie z systemu dyspozytorskiego (przez linię teletransmisyjną),

magistrali cyfrowej RS 422/485 (pola wyposażone w barierę D1061S),

magistrali światłowodowej typu „op pr” (pola wyposażone w konwerter TCF-142-S),

• magistrali światłowodowej typu „op is” (pola wyposażone w moduł EM 267).

 

Sterowanie lokalne

1. Uruchamianie pola

przy otwartej pokrywie komory głównej za pomocą łącznika sterującego wybrać rodzaj sterowania,

przymknąć i silnie docisnąć pokrywę komory głównej,

zębatkę znajdującą się w dźwigni uniwersalnej przystawić i docisnąć do nakrętki na śrubie (pod pierścieniem zamykającym pokrywę) tak, aby widoczny był napis „ZAMYKANIE” (należy uzyskać połączenie obydwu tych elementów zaczepami umożliwiającymi przenoszenie momentu obrotowego),

wykonując dźwignia ruchy wahadłowe (do góry i w dół), za pomocą mechanizmu śrubowego obrócić do oporu (o kąt ok. 15°) pierścień zamykający,

jeżeli klucz znajduje się w zamku pokrywy komory głównej, należy go przełożyć do zamka napędu odłączników i przekręcić do oporu zgodnie z ruchem wskazówek zegara,

poprzez ruch w górę dźwigni uniwersalnej zamknąć odłączniki; zamkniecie odłączników powoduje jednocześnie otwarcie uziemnika,

klucz w zamku napędu odłączników przekręcić w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara i wyjąc, blokując tym samym możliwość manipulowania odłącznikami,

włożyć klucz do zamka pokrywy komory głównej, następnie przekręcić do oporu zgodnie z ruchem wskazówek zegara i pozostawić w zamku w tej pozycji,

manipulator „WYŁ-ZAŁ” pociągnąć do siebie i obrócić do oporu w kierunku „ZAŁ” – następuje zamkniecie wyłącznika sygnalizowane przez zgaśniecie lampki zielonej w komorze woltomierza i zapalenie sie lampki czerwonej w komorze amperomierza.

 

2. Wyłączanie pola

Wyłączanie pola rozdzielczego (otwarcie wyłącznika) przeprowadza się przekręcając manipulator „WYŁ-ZAŁ” w kierunku „WYŁ” (bez konieczności pociągania do siebie). Czynność wyłączenia sygnalizowana jest przez zgaśniecie lampki czerwonej w komorze amperomierza i zapalenie się lampki zielonej w komorze woltomierza. Wyłącznik można otworzyć także poprzez przekręcenie klucza umieszczonego w zamku pokrywy komory głównej o kat 90° w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara. Ten sposób wyłączenia pola jest możliwy przy pracy z dowolnym rodzajem sterowania.

 

 

 

Przewoźna stacja transformatorowa

Transformatory w podziemiach kopalń zasilane z sieci SN można podzielić na trzy grupy:

  • trafo oddziałowe zasilające napędy maszyn do urabiania, ładowania i transportu oraz takie urządzenia jak wentylatory lutniowe, pompy odwaniania pomocniczego,...

  • trafo przyszybowe i pomocnicze zasilające warsztaty, zajezdnie, oświetlenie,....

  • trafo prostownikowe

 

Rozpowszechnienie stosowania przewoźnych stacji trafo wynika głównie z konieczności lokalizacji źródła energii jak najbliżej maszyn przodkowych oraz przesuwania go w miarę postępowania robót. Stacje transformatorowe przewoźne buduje się jako normalne i ognioszczelne. Stacje wyposaża się w transformatory suche (z przewietrzaniem własnym lub wymuszonym) lub zasypywane piskiem. Są one źródłem napięcia dla wszystkich maszyn i urządzeń oddziałów wydobywczych.

Ognioszczelne stacje transformatorowe typu IT3Sm przeznaczone są do zasilania urządzeń elektrycznych w podziemiach kopalń w wyrobiskach zaliczanych do stopnia „a”, „b” lub „c” niebezpieczeństwa wybuchu metanu oraz klasy „A” lub „B” zagrożenia wybuchu pyłu węglowego. Ognioszczelne stacje transformatorowe typu IT3Sm stanowią kompletną podstację składającą się z transformatora mocy, aparatury łączeniowej i zabezpieczającej. Całość umieszczona jest w obudowie ognioszczelnej przystosowanej do łatwego i szybkiego transportu oraz zainstalowania. Stacje transformatorowe mogą pracować w temperaturze otoczenia nie przekraczającej 40st oraz wilgotności względnej do 95%.

 

Metanomierze wyłączające spod napięcia urządzenia elektryczne, stanowią automatyczne zabezpieczenie metanometryczne urządzeń elektrycznych. Ich współpraca powoduje, iż stacja będzie samoczynnie wyłączana spod napięcia, w razie gdy zawartość metanu w wyrobisku przekroczy ustalony próg 1,5% lub 2% zawartości metanu w powietrzu. Zastosowane zabezpieczenia elektroenergetyczne oraz przyjęty system współpracy z blokadami technologicznymi z wykorzystaniem obwodów iskrobezpiecznych, pozwala na bezpieczną pracę z urządzeniami zasilającymi maszyny górnicze.

 

Każda stacja składa się z pięciu komór:

  • przyłączowej strony GN

  • rozłącznika strony GN

  • transformatora

  • aparatowo-łączeniowej strony DN

  • przyłączowej strony DN

 

 

Stacja transformatorowa OST 1000/6/1

 

 

Strona GN:

Rozłącznik o IN = 630A z widoczną przerwą izolacyjną na stykach

Uziemnik uziemiający stronę GN transformatora

Stycznik SF6 typu Rollarc R400

Zabezpieczenie nadprądowe cyfrowe

 

Transformator:

SN = 1000kVA

6/1kV

Yyn0

Czujniki temperatury uzwojeń typu PT100

Regulacja odczepów z wnętrza komory GN

 

Strona DN:

Odłączniki o IN = 630A z uziemnikami szybkimi

Zabezpieczenie centralno-blokujące ZEG RRgx

Zabezpieczenia nadprądowe cyfrowe

Kontrola ciągłości przewodu PE i ekranu na każdym odpływie

 

 

W celu zwiększenia bezpieczeństwa eksploatacji stacje transformatorowe wyposażono w różnego rodzaju zabezpieczenia i blokady:

  • blokada wyłącznik DN – rozłącznik GN uniemożliwia wyłączenie lub załączenie stacji rozłącznikiem przy zamkniętym wyłączniku DN,

  • blokada elektromechaniczna – blokada drzwi komory rozłącznika GN,

  • samoczynne otwarcie wyłącznika DN z powodu zadziałania wyzwalacza cieplnego, elektromagnetycznego lub cewki wybijakowej wyłącznika z powodu doziemienia,

  • blokady mechaniczne uniemożliwiają:

    - otwarcie drzwi komory rozłącznika GN i komory aparatury DN gdy rozłącznik jest zamknięty

    - zamknięcie rozłącznika GN jeżeli drzwi jego komory i komory aparatury DN są otwarte

  • komory przyłączowe zamykane są przy pomocy śrub z łbem trójkątnym,

  • komory rozłącznika i aparatowej zamykane są pierścieniami przesuwnymi po obwodzie pokryw.

 

Karta katalogowa IT3Sm.pdf

 

 

Urządzenia iskrobezpieczne

 Obwód iskrobezpieczny to taki obwód, w którym żadna iskra lub zjawisko cieplne występujące w normalnych warunkach pracy, nie są zdolne do zapalenia mieszaniny wybuchowej (atmosfery wybuchowej) gazów palnych lub par cieczy palnej z powietrzem - norma PN-EN 60079-11. Norma definiuje trzy warunki, jakie musi spełniać urządzenie lub obwód iskrobezpieczny:

 

  • niezdolność iskier do zapalenia mieszanin wybuchowych,

  • utrzymanie temperatur powierzchni na poziomie odpowiadającym poszczególnym klasom temperaturowym,

  • separacja od innych obwodów elektrycznych.

 

Powyższe definicje i wymagania sugerują, że w obwodzie iskrobezpiecznym mogą występować iskry i powierzchnie o podwyższonej temperaturze, ale nie mogą osiągnąć niedopuszczalnych wartości. 

Za stan normalny urządzenia (lub obwodu iskrobezpiecznego) uważa się zachowanie wszystkich parametrów elektrycznych odpowiadających zaprojektowanym wartościom znamionowym - zwarcie lub przerwę obwodu zewnętrznego oraz iskrzenie zestyków łączników uważa się za stan normalny. Przeciwnie, za stan nienormalnej pracy uważa się taki stan, który powoduje zmiany parametrów elektrycznych przekraczające zaprojektowane wartości znamionowe.

 

Obwód iskrobezpieczny jest charakteryzowany poprzez:

  • Minimalna energia iskry – najmniejsza energia elektryczna zgromadzona
    w kondensatorze, która przy jego rozładowaniu jest wystarczająca do zapalenia mieszaniny wybuchowej,

 

Wmin = 0,5 x [U12 – U22]

 

gdzie:

C – pojemność obwodu rozładowania,

U1, U2 – napięcia na kondensatorze przed i po rozładoaniu.

 

  • Minimalny prąd zapalający – prąd w obwodzie rezystancyjnym lub indukcyjnym wywołujący zapalenie mieszaniny wybuchowej,

  • Minimalne napięcie zapalającenapięcie wywołujące zapalenie mieszaniny wybuchowej na iskierniku w obwodzie pojemnościowym,

  • Współczynnik iskrobezpieczeństwajest to stosunek minimalnego prądu lub napięcia zapalającego do prądu lub napięcia bezpiecznego.

 

 

Metody ograniczania iskry w obwodzie elektrycznym:

  • przez zmniejszenie napięcia zasilającego,

  • przez zmniejszenie prądu I w obwodzie za pomoc zwiększenia rezystancji.

 

W obwodzie elektrycznym mogą występować rezystancje, indukcyjności i pojemności. Energia zgromadzona na tych elementach obliczana jest wg zależności:

- na indukcyjności

W = ½ LI2 [J]

 

- na pojemności

W = ½ CU2 [J]

 

Energia wydzielana na rezystancjach w postaci ciepła jest rozpraszana.

 

Występują trzy rodzaje urządzeń elektrycznych i obwodów iskrobezpiecznych: ia, ib, ic oraz tzw. urządzenia proste do których należą:

  • podzespoły bierne, takie jak np. przełączniki, skrzynki zaciskowe, potencjometry i proste elementy półprzewodnikowe,

  • części magazynujące energię o określonych parametrach, np. kondensatory lub cewki indukcyjne,

  • urządzenia wytwarzające energię, np. termoelementy, fotoogniwa, których parametry nie przekraczają – U ≤ 1,5 V, I ≤ 100 mA i W ≤ 25 mW.

 

Oddzielenie obwodów iskrobezpiecznych od innych obwodów

  1. Separacja galwaniczna polega na oddzieleniu obwodów iskrobezpiecznych od obwodów nieiskrobezpiecznych stosowanym w urządzeniach towarzyszących np. w separatorach - zasilaczach. Separacja stosowana w separatorach zapewnia galwaniczne oddzielenie między obwodem wejściowym i wyjściowym oraz oddziela galwanicznie oba obwody od źródła zasilania. Takie oddzielenie pozwala na uniknięcie niekorzystnych sprzężeń między różnymi obwodami spowodowanymi wspólnym uziemieniem.

 

  1. Bariery ochronne pozwalają połączyć (bez galwanicznej izolacji) ze sobą obwody iskrobezpieczne
    z obwodami nieiskrobezpecznymi. Instaluje się je w miejscu wejścia do strefy zagrożonej wybuchem. Jeżeli bariery ochronne zawierają obwody nie iskrobezpieczne, to instaluje się je
    w przestrzeni bezpiecznej lub w strefie 2 zagrożenia wybuchem pod warunkiem zastosowania dodatkowej ochrony przeciwwybuchowej, np. osłony ognioszczelnej. Zadaniem barier ochronnych jest ograniczenie napięcia, prądu oraz energii uszkodzonego źródła zasilania.

 

 

Zainteresowanych szerszym poznaniem tematu odsyłam do poniższej literatury:

 

Więcej artykułów…

  1. Urządzenia budowy przeciwybuchowej