Урок по горной электротехнике на тему Освещение горных выраблток (СПО)

Электрическое освещение подземных выработок

Основные светотехнические величины и нормы освещенности

К важнейшим светотехническим величинам относятся световой поток, сила света и освещенность.

Световой поток F - это мощность светового излучения, оцениваемого по световому ощущению, которое оно производит.

Сила света J определяется пространственной плотностью светового потока и равна отношению равномерного светового потока в некотором телесном угле к этому углу.

Единицей силы света является кандела (кд) - основная единица СИ. За единицу светового потока принят люмен (лм): 1 лм = 1 кд-ср.

Освещенность Е представляет собой поверхностную плотность светового потока, равную отношению равномерно распределенного светового потока к площади освещаемой им поверхности,

Е = F/S.

За единицу освещенности принят люкс (лк): 1 лк = 1 лм/м².

Видимость человеческим глазом разных предметов зависит от их освещен­ности. Для выполнения различных работ требуется создание определенной освещенности. Минимальная освещенность (в люксах) в подземных выра­ботках, устанавливаемая ПТЭ угольных и сланцевых шахт [5], составляет, например:

Участки выработки в месте перегрузки угля 10

Откаточные штреки и квершлаги 2

Уклоны и бремсберги для транспортировки грузов 1

Диспетчерские пункты:

горизонтальная освещенность на уровне 0,8 м 10

вертикальная освещенность на приборах 30

Освещение подземных выработок осуществляется лампами накаливания и люминесцентными лампами.

В лампах накаливания источником излучения является вольфрамовая нить, нагреваемая проходящим через нее током. Нить свита в спираль и помещена в стеклянную колбу. Для подведе­ния напряжения и крепления ламп они снабжаются цоколем. У ламп, исполь­зуемых для освещения горных выработок, цоколь штифтовой. Он имеет гладкую поверхность с двумя выступающими штифтами. Патрон для штиф­тового цоколя имеет два Г-образных выреза, в которые заходят штифты цоколя. Вставленная в патрон лампа прижимается пружиной, обеспечиваю­щей надежный контакт в условиях тряски.

Для зажигания люминесцентных ламп применяют различные схемы: подогревные (с подогревом электродов) и бесподогревные. Широкое распро­странение получила подогревная схема, основным элементом которой явля­ется неоновый стартер. Один из электродов стартера изготовля­ется из биметаллической пластинки. При включении напряжения между разомкнутыми электродами стартера возникает тлеющий разряд, разогре­вающий биметаллическую пластинку, которая изгибается и замыкает цепь подогрева. Тлеющий разряд в стартере прекращается и биметаллическая пластинка, остывая (за 1 -2 с), разрывает цепь. При этом благодаря наличию в цепи дросселя L образуется импульс напряжения и лампа зажигается. Повторно стартер включиться не может, так как вследствие падения напря­жения на дросселе напряжение на стартере составляет всего 70-80 В, что недостаточно для возникновения тлеющего разряда. Если лампа не зажглась, то указанный процесс повторяется снова.

Люминесцентные лампы значительно экономичней ламп накаливания: их к.п.д. достигает 25 % (у ламп накаливания 3 %).

Освещение горных выработок

Для освещения подземных горных выработок применяют следующие источники света:

1. Стационарные, действующие на протяжении всего срока службы выработки.

2. Полустационарные, которые по мере продвигания забоя могут перемещаться.

3. Местные, при которых осветительная установка монтируется на горнопроходческих машинах или механизмах.

4. Переносные или индивидуальные.

В качестве стационарных, полустационарных и местных светильников используются сетевые электрические светильники с лампами накаливания или люминесцентными лампами. Переносные лампы могут быть пламенными /бензиновые и ацетиленовые/ и аккумуляторными.

Переносные лампы являются основным источником света не только в горноразведочных выработках, но и в очистных и подготовительных забоях эксплуатационных выработок. Спуск в шахту и передвижение людей по выработкам, а также производство работ без горящей переносной лампы запрещается.

Достаточная освещенность будет достигнута, если между светильниками мощностью 60-100 ватт будут выдержаны следующие расстояния:

3-4 м - в камерах, на подстанциях, на рудничных дворах.

5-6 м - в забоях очистных, подготовительных и горно-разведочных выработок.

15-20 м - в выработках с механической откаткой и доставкой, в людских ходках.

По всему стволу вертикальной выработки подвешиваются светильники мощностью 60-100Вт черев каждые 20-30 м. Кроме того, забой, стационарные и подвесные полки этих выработок освещаются дополнительно из расчета 10-15Вт на каждый квадратный метр площади забоя или полка.

С целью увеличения освещенности повышают отражательную способность стен выработок путем их побелки.

На забое применяют лампы накаливания при напряжении 36 в, в остальной части выработки -127 в, и лишь при использовании люминесцентных ламп допускается напряжение 220в.

Рудничные светильники

Светильником называется осветительный прибор ближнего действия (в отли­чие от прожекторов), который состоит из источника света (лампы) и осветительной арматуры,

Рудничные сетевые и аккумуляторные светильники: а - РН-60-1, б - РВЛ-15, в - СГГ-3.

предназначенной для направления светового потока лам­пы в желаемом направлении и защиты лампы от внешних воздействий.

Для освещения подземных выработок шахт применяют стационарные (сетевые) светильники, питающиеся от сети, и переносные светильники, получающие питание от аккумуляторов.

Сетевые светильники выпускаются с лампами накаливания и люминесцентными лампами в исполнении РН, РП и РВ.

На рис. а показан светильник РН-60-1 с лампой накаливания 60 Вт и напряжением 127 В. Светильник состоит из стального корпуса 2 с закреплен­ными внутри него патроном /, в который вставляется лампа 8 со штифтовым цоколем; защитного стеклянного колпака 7 и кольца 6 с сеткой 9 из стальных прутков. Между стеклянным колпаком и корпусом помещается резиновая прокладка 5. Колпак прижимается к корпусу винтом 10. Кабель вводится в светильник через штуцер 4. Корпус светильника заземляется с помощью заземляющей жилы кабеля, присоединяемой к болту 3. Светиль­ник РН-60-2 имеет два штуцера для ввода кабеля.

С лампами накаливания выпускаются также светильники РП-100, РП-150 и РП-200 в исполнении РП. Они отличаются от светильников РН-60, РН-100 наличием взрывобезопасного патрона.

Светильники с люминесцентными лампами выпускаются в исполнении РН (ЖЛ-20) и РВ (РВЛ-15, РВЛ-20М, РВЛ-40М, РВЛ-80М, "Луч-2"). На рис.6 показан светильник РВЛ-15. Взрывобезопасность его достигает­ся, как и в светильниках РП-100, специальной конструкцией патрона. Светильник РВЛ-15 состоит из двух корпусов 2 и 10, соединенных между собой полой трубкой 8 и двумя стержнями 13. В корпусе 2 имеются два ввода / для кабеля, специальный патрон 6 и зажимы 3 для присоединения жил кабеля. В корпусе 10 расположены дроссель 11 и стартер 12. Лампа 7 защищена прозрачным защитным колпаком 9. Чтобы вставить лампу или присоединить кабель на корпусе 2 необходимо отвинтить гайку 5. Светиль­ник подвешивается с помощью колец 4.

Аккумуляторные светильники - это переносные светильники индивиду­ального пользования. Спуск в шахту, передвижение по выработкам и ведение работ без включенного аккумуляторного светильника запрещается (§ 468 ПБ). Широкое применение в настоящее время получили головные аккумуля­торные светильники СГГ-3, "Кузбасс", "Украина-4". Светильник СГГ-3 состоит из пластмассового корпуса 3 (рис. 13.2, в) с размещенной в нем никель-кадмиевой аккумуляторной батареей, металлической крышки 2 кор­пуса, фары 4 и кабеля 1, соединяющего фару с крышкой корпуса. Фара пред­назначена для закрепления на каске, а батарея - для ношения на поясе.

Электрооборудование осветительных установок

Для питания подземных осветительных установок согласно ПБ допускается применять напряжение не выше 220 В, а для осветительных установок очист­ных выработок и светильников местного освещения с лампами накаливания, встраиваемых в горные машины, - не выше 127 В. Это напряжение получает­ся с помощью специальных понижающих осветительных трансформаторов ТСШ мощностью 2,5 и 4 кВ-А, с первичным напряжением 380-660 В и вто­ричными - 133 В (фазное напряжение).

Сопротивление изоляции осветительной сети 127/220 В контролируют с помощью реле утечки РУ-127/220, отключающего при появле­нии недопустимой утечки на землю магнитный пускатель ПМВИ-13М (ПВИ-25), через который питается трансформатор ТСШ. Со стороны низшего напряжения (127 - 220 В) осветительную сеть отключают ручными пускате­лями ПРШ-1 или ПРВ-3. Если осветительная магистраль выполнена гибким кабелем, для ответвлений к светильникам используют тройниковые муфты ТМ-6.

Перемычки XI, Х2 и ХЗ, шунтирующие резисторы соответственно R2, R10 и R15, в реле утечки устанавливают при включении реле в сеть 127 В (при U= 220 В перемычки снимают).

В капитальных выработках (околоствольном дворе, главном откаточном штреке и др.) осветительную сеть выполняют бронированным кабелем, а ответвления к отдельным светильникам производят с помощью тройниковой муфты ТМ-10. Если светильники имеют два вывода, тройниковые муф­ты (ТМ-6, ТМ-10) не требуются.

Для питания осветительных сетей напряжением 127 В могут использовать­ся пусковые агрегаты АП4, АП-3, 5М со встроенны­ми в них пускателем и реле утечки.

Контрольные вопросы

1. Кем устанавливаются нормы освещенности в шахтах?

2. Назовите основные типы рудничных светильников.

3. Как монтируется осветительная сеть?

4.Принцип работы ТСШ.

Схема осветительной установки с трансформатором ТСШ и реле утечки РУ-127/220.