Электробезопасность горных предприятий

Электрификация горных предприятий имеет важное значение, как основная энергетическая база комплексной механизации и автоматизации горных работ. Современные горнодобывающие предприятия – крупные потребители электрической энергии, обладающие характерными особенностями, связанными с условиями работы машин и механизмов.

Специфика условий горных работ обусловила ряд особых требований к электроснабжению предприятий и решению ряда проблем, связанных с:

- соблюдением требований безопасности при эксплуатации электроустановок, электрических машин и аппаратов;

- с защитой от однофазных замыканий на землю;

- с защитой от атмосферных и коммутационных перенапряжений;

- с релейной защитой и защитой от перенапряжений;

- с защитой персонала от поражения электрическим током;

- с устройством контактной (тяговой) сети и т.п.

Основные направления технического процесса в горной промышленности – совершенствование в широких масштабах техники и технологии для повышения эффективности добычи полезных ископаемых с улучшением их качества, разработка и внедрение новых средств обеспечения условий для безопасного труда, создание высокомеханизированных карьеров и разрезов с автоматическим управлением всеми производственными процессами.

 

11.7.1. Особенности обеспечения электробезопасности при подземной добыче полезных ископаемых

В шахтах и рудниках на работающее электрооборудование воздействует ряд факторов, совокупность которых определяет условия эксплуатации. Воздействие можно разделить на четыре группы:

1) определяемые горно-геологическими условиями: особен­ности добычи полезного ископаемого; ограниченность рабочего пространства и затрудненный доступ при осмотрах и ремонтах; наличие выделяющихся газов, образующих с воздухом взрыво­опасную смесь, и др. Эта группа факторов определяет вид ис­полнения электрооборудования и требования по его безопасной эксплуатации;

2) электрического характера: токи нагрузки, изменения пи­тающего и рабочих напряжений, число коммутационных пере­ключений, токи короткого замыкания, характер перегрузок, их длительность и т.д. Эта группа факторов определяет энергетический режим работы электроустановок и также предъявляет ряд требований по обеспечению их безопасной эксплуатации;

3) механического характера: вибрации и удары, возникаю­щие при транспортировке и перемещении электрооборудования по горным выработкам по мере перемещения фронта работ. Эта группа факторов определяет требования к механической проч­ности и массе электрооборудования;

4) окружающей среды: температура, влажность, запылен­ность рудничной атмосферы, изменения этих факторов в зави­симости от скорости движения рудничного воздуха по выработ­кам. Эта группа факторов в значительной мере определяет срок службы электрооборудования.

Каждая из рассмотренных групп факторов в конкретных условиях определяет требования, предъявляемые к эксплуата­ции электрохозяйства в специфической обстановке подземных горных работ.

В соответствие с общими требованиями безопасности для угольных шахт можно выделить основные позиции электробезопасности [8]:

1. Электрооборудование, в том числе кабели и системы электроснабжения, в процессе эксплуатации должно гарантировать электробезопасность работников шахты, а также взрыво-и пожаробезопасность.

2. Электроснабжение шахт, строящихся и реконструируемых должно осуществляться по схемам с обособленным питанием подземных электроприемников. Не допускается для подземных условий применять кольцевые схемы электроснабжения.

3. В шахтах должны применяться сети с изолированной нейтралью трансформаторов. Сеть с глухозаземленной нейтралью трансформатора применяется только для питания преобразовательных устройств контактных сетей электровозной откатки.

4. Защиту работников от поражения электрическим током должна осуществляться с применением защитного заземления, а в подземных электроустановках - также и аппаратов защиты от утечек тока с автоматическим отключением поврежденной сети напряжением до 1140 В.

Общее время отключения поврежденной сети напряжением 380 В, 660 В и контактных сетей не должно превышать 0,2 с, напряжением 1140 В - 0,12 с. Для сетей напряжением 127 и 220 В, а также зарядных сетей время срабатывания аппаратов защиты от утечек тока сетей не должно превышать 0,1 с.

5. На трансформаторах, размещаемых на поверхности и питающих подземные электрические сети, оборудованы защитой от утечек тока, пробивные предохранители могут не устанавливаться.

6. Дистанционное, телемеханическое и автоматическое управление токоприемниками напряжением выше 1140 В разрешается только при наличии устройств, блокирующих включение после срабатывания максимальной токовой защиты. Это требование не распространяется на линии, питающие центральные подземные подстанции (ЦПП) и распределительные подземные пункты (РПП). При отсутствии оперативного персонала в главной поверхностной подстанции должно быть сигнализация для горного диспетчера о срабатывании защиты от замыканий и утечек тока на землю.

7. На каждой шахте должны быть схемы подземного электроснабжения, составленные в соответствии с требованиями действующего законодательства. Разрешается составление совмещенной схемы электроснабжения откатки контактными электровозами и контактной сети шахты, нанесенной на схематический план горных выработок.

8. Монтаж и ремонт электрооборудования в шахтах проводятся в соответствии с требованиями действующего законодательства. При этом в шахтах, опасных по газу, должен осуществляться контроль за содержанием метана в месте проведения работ переносными автоматическими приборами.

Во время работ по испытанию кабеля (мегомметром) содержание метана в выработках, по которым он проложен, должен контролироваться и не превышать 1%.

9. Каждый коммутационный аппарат, комплектное распределительное устройство (КРУ), станции управления должны быть обозначены четкой надписью, указывающей установку, которая включается, или участок, а также расчетную величину уставки срабатывания максимальной токовой защиты.

10. Ручной электрифицированный инструмент должен соответствовать требованиям действующего законодательства, храниться в специальном помещении и выдаваться работникам на период работы. Ручной электрифицированный инструмент напряжением выше 42 В должен выдаваться в комплекте со средствами индивидуальной защиты от поражения электрическим током (диэлектрические перчатки, галоши, коврики) и должен оборудоваться разделительный трансформатор (преобразователем с отдельными обмотками) или защитным устройством, выключает ток.

 

11.7.2. Электробезопасность при ведении открытых горных работ

Машинисты и помощники машинистов горных и транспортных машин, управление которыми связано с оперативным включением и отключением электроустановок (ЭУ) при напряжении до 1000 В должны иметь квалификационную группу по электробезопасности:

- машинисты - не ниже III группы;

- помощники - не ниже II группы;

а при напряжении свыше 1000 В:

- машинисты - не ниже IV группы

- помощники - не ниже III группы.

Это дает право машинистам и их помощникам производить оперативные переключения и техническое обслуживание в пределах закрепленной за ними горной и транспортной машины и ее приключательного пункта (ПП). При временном переводе машинистов и их помощников на другие экскаваторы (бурстанки) выполнение указанных работ разрешается после ознакомления их с системой электроснабжения этих горных машин.

Проверка знания безопасных методов работы машинистами горных и транспортных машин и их помощниками должна производиться ежегодно комиссиями, назначаемыми предприятием.

Запрещается присутствие посторонних лиц в кабине и па наружных площадках экскаватора при его работе.

Для обеспечения безопасности эксплуатации электрических машин экипажи должны состоять не менее чем из 2 человек. Допускается обслуживание одним машинистом, если при этом организуется специальная бригада слесарей и электрослесарей, обеспеченная спецмашиной с радиоустановкой для связи с диспетчером и машинистом экскаватора.

В кабине экскаваторов должен находиться огнетушитель.

Защита карьерных электроустановок напряжением до и свыше 1000 В должна выполняться в соответствии с ПУЭ и ЕПБ. На электростанциях и подстанциях питающих карьерные сети, все отходящие линии напряжением выше 1000 В должны иметь защиту от однофазных замыканий на землю без выдержки времени. Защита должна охватывать вес электрически связанные сети карьера независимо от величины тока замыкания. Время срабатывания защиты внутрикарьерных присоединений должно быть не более 0,2 с, резервная защита на подстанции должна иметь выдержку времени, не превышающую 0,4-0,5 с. Проверка и контрольная наладка защиты от замыканий на землю должны производиться не реже одного раза в шесть месяцев.

На каждом карьере должны быть данные об удельном сопротивлении пород па всех участках разработки и отвалообразования. Запрещается заземлять корпуса экскаваторов на рельсы электрифицированного железнодорожного транспорта. При приёмке заземляющих устройств в эксплуатацию должна оформляться следующая документация:

- исполнительные чертежи и схема заземляющего устройства с указанием расположения подземных коммуникаций;

- акты на подземные работы по укладке элементов заземляющего устройства;

- протоколы приёмно-сдаточных испытаний заземляющего устройства.

Измерение сопротивления заземляющего устройства электроустановок открытых горных разработок в процессе эксплуатации производится один раз в месяц и при каждом переключении. Результаты измерения заносятся в журнал замера заземления и агрегатную книгу. Величина сопротивления заземления должна быть не более 4 Ом. Работа электроустановок с неисправным заземлением запрещена.

Наружный осмотр заземляющей сети должен производиться в срок, предусмотренный для ЛЭП, а всей заземляющей сети карьера не реже одного раза в месяц. После производства взрывных работ должен быть произведён осмотр заземляющей сети в зоне взрыва.

 

11.7.3. Общие требования к обеспечению электробезопасности при обогащении полезных ископаемых

Для обогатительных фабрик характерна значительная энергоёмкость. Потребление электроэнергии зависит от технологической схемы, перерабатываемого сырья и др. Например, для обогатительной фабрики по переработке углей (коксующихся и энергетических) энергоёмкость составляет от 7 до 11 кВт∙ч/т угля, в цветной металлургии при обогащении медных руд от 15 до 70 кВт∙ч/т, в чёрной металлургии - 60-70 кВт∙ч/т, при обогащении нерудных полезных ископаемых, например, асбеста, 4 кВт∙ч/т. Значительно отличаются по энергоёмкости обогатительные фабрики с мокрым и пневматическим процессами обогащения. Например, при обогащении каолина мокрым способом энергоёмкость составляет 10-15 кВт∙ч/т, а сухим, - свыше 100 кВт∙ч/т.

Ha обогатительных фабриках активно используется электромеханическое оборудование, электродвигатели, трансформаторы, измерительные приборы, электросварочные агрегаты, светильники, кабели, провода и т.д.

Для защиты от поражения электрическим током применяются отдельно или в сочетании друг с другом следующие технические способы и средства: защитное заземление, защитное отключение, изоляция токоведущих частей, оградительные устройства, знаки безопасности, средства защиты и предохранительные приспособления.

Для уменьшения опасности поражения электротоком, ручной инструмент и переносные лампы питаются от источников напряжения до 42 В.

Для защиты человека от поражения электрическим током используют различные виды изоляции: электрическую изоляцию токоведущих частей электроустановки, обеспечивающую ее нормальную работу и защиту от поражения электротоком, называемую рабочей изоляцией; кроме того - дополнительную; двойную; усиленную.

Для предупреждения электротравматизма применяют оградительные устройства, знаки безопасности, вспомогательные и изолирующие средства (перчатки, калоши, сапоги, коврики и т.д.).

Выводы

1. Выделяют четыре основных вида действия электрического тока на организм человека: термическое, электролитическое, биологическое и механическое.

2. Все многообразие действия электрического тока нередко приводит к различным электротравмам, которые условно можно свести к двум видам: местным и общим электротравмам. К характерным местным электротравмам относятся электрические ожоги, электрические знаки, металлизация кожи,электроофтальмия и механические электротравмы. Общие электротравмы (электрические удары)возникаютв случаях, когда электрическим током поражается организм человека в целом.

3. Характер и тяжесть поражения электрическим током зависят от ряда факторов, таких как величина и длительность протекания тока через тело человека, путь тока в теле человека, род и частота действующего тока, индивидуальные свойства человека и свойства окружающей среды, фактор внимания.

4. Все помещения по степени опасности поражения человека электрическим током делятся на 3 категории: помещения без повышенной опасности, помещения с повышенной опасностью; особо опасные помещения.

5. Наиболее тяжелые электротравмы возникают в случаях, когда на пути тока оказываются жизненно важные органы (мозг, сердце, лёгкие) или уязвимые места, богатые нервными окончаниями, чувствительными к электрическому току. Наиболее опасными путями протекания тока через тело человека являются: «голова – руки», «голова – ноги», «рука – рука», « рука – ноги».

6. Род и частота тока также в значительной степени определяют исход поражения. Наиболее опасными являются переменные токи частотой 20-100 Гц. При частотах меньше 20 Гц илибольше 100 Гц опасность поражения током снижается.

7. Безопасность человека от поражения электрическим током обеспечивается: снижением напряжения прикосновения до безопасного значения; обеспечением недоступности токоведущих частей оборудования; ограничением продолжительности воздействия электрического тока на организм человека.

8. Специфика условий горных работ обусловила ряд особых требований к электроснабжению предприятий и решению ряда проблем, связанных с: соблюдением требований безопасности при эксплуатации электроустановок, электрических машин и аппаратов; с защитой от однофазных замыканий на землю; с защитой от атмосферных и коммутационных перенапряжений; с релейной защитой и защитой от перенапряжений; с защитой персонала от поражения электрическим током; с устройством контактной (тяговой) сети и т.п.

Контрольные вопросы

1. Опишите механизмы термического, электролитического и биологического воздействия электрического тока на организм человека.

2. Поясните обстоятельства, при которых возможно возникновение электрических ожогов. Каков порядок оказания первой доврачебной медицинской помощи пострадавшим от таких ожогов?

4. Охарактеризуйте степени развития электрических ударов. Каковы отличительные признаки клинической от биологической смерти вследствие поражения электрическим током?

5. Опишите фазы развития биологических процессов внутри организма при электрических шоках.

6. Какой из путей прохождения электрического тока через организм человека является наиболее опасным? Почему?

7. Поясните, каким образом окружающая внешняя среда оказывает воздействие на электробезопасность рабочего места.

8. Каковы основныепричины поражения человека электрическим током?

9. Проклассифицируйте помещения по степени опасности поражения человека электрическим током.

10. Опишите основные источники поражения электрическим током в шахте.

11. В чем отличие мероприятий по обеспечению электробезопасности в угольных и железорудных шахтах?

12. Опишите основные позиции электробезопасности при ведении открытых горных работ.