井巷施工供电(power supply of shaft construction)

井巷施工掘进、运输、提升、通风、排水等各种机械设备的拖动、牵引和控制都需要电力。井巷施工的电力供应情况反映了井巷施工的机械化水平，直接影响施工的效率和安全。

供电特点   主要有：(1)要求供电可靠，必须满足全年昼夜连续作业及井下提升、排水、通风、照明等安全方面的需要；(2)用电量大、不均衡，不同施工阶段和季节用电量变化大；(3)需适应井下受水、爆破及机械损伤威胁的作业环境；(4)应能满足施工地点分散，作业条件经常发生变化的需要。

供电电压   井巷施工所用的高压电的电压，在地面一般为6、10、35或110kV，在井下一般为6、10kV；所用的低压电的电压，在地面一般为220、380V，在井下一般为127、220、380、660、1140V，在工作面一般为16V。

供电负荷   电力负荷按供电可靠性要求，供电负荷分为三级：(1)一级负荷。凡停电会造成人身伤亡或、设备损坏，需长期才能恢复生产的负荷(如主井凿井提升机和井下主排水泵等)。这类负荷应由两个独立电源供电。(2)二级负荷。凡停电会造成大量废品，产量显著下降或企业内运输停顿，在经济上造成较大损失的负荷(如建井后期的矿井提升机、空气压缩机、混凝土搅拌机等)。这类负荷一般采用双回路供电。(3)三级负荷。凡不属于一、二级负荷的负荷均为三级负荷。对这类负荷仅设一回路供电。

井巷施工电力负荷的计算，一般采用需用系数法。即将计算结果填入负荷计算表内，作为选择变压器、开关设备容量，导线电缆截面，无功功率补偿和临时变电所设计的主要依据。

供电系统   由供电线路和变电、配电设备组成，包括地面总临时变电所和高低压变电配电网。地面总临时变电所通常设在靠近负荷中心和便于进出线的地方，一般采用两回路电源进线。进线电压一般为35kV和6kV(或10kV)，对于施工同生产相结合的大型矿井也可采用110kV。变电所内一般设主变压器两台。高压绕组侧采用桥式结线方式，低压绕组采用单母线分段。

动力配电   向提升机、空压机、水泵、电机车、通风机等施工动力设备配给电力。动力配电设施包括地面和井下动力配电设施两部分。

地面动力配电设施   由地面配电设备和高低压配电网组成。主要包括井口变电所、提升机配电和空压机配电等设施。其结线方法一般采用放射式、环式和干线式。高压电源均由总临时变电所引出，电力线路一般采用电缆线路，远离矿区的用户(如风井等)采用架空线路。

(1)井口变电所。一般采用附设式露天变电所，设在井口附近。变电所的双回路高压电源来自总临时变电所，其低压电源主要供给凿井期或巷道施工初期的井下排水、通风、装岩、控制、信号、照明等以及井口稳车、搅拌机、机修等动力照明用电。在凿井期，井筒中的电缆均采用橡套电缆，地面采用橡套电缆或钢带铠装全塑电缆。

(2)提升机配电设施。大中型矿井提升机一般采用高压电机，其双回路电源来自总临时变电所或附近的其他供电设施，低压电源一般自备或从井口变电房取得。小型提升机一般采用低压电机，应设附设式变电所。提升机室内的高低压配电一般采用不带铠装的全塑电缆。

(3)空压机配电设施。大中型空压机一般采用高压电机，其高低压电源均可从总临时变电所取得。对带有低压电机的空压机，应设附设式变电所供电。空压机室内的高低压配电一般采用不带铠装的全塑电缆。

井下动力配电设施   凡进入井筒(包括平硐)的配电设备及由线路组成的配电网路，均属井下动力配电设施，一般由井下各水平的中央变(配)电所、采区变(配)电所、工作面配电点或移动电站和高低压电缆网组成。

(1)井下中央变电所。一般设在井底车场附近靠水泵房的硐室内，由两回路或更多的高压电缆供电。下井电缆采用钢丝铠装全塑电缆，一般沿井筒用钢丝绳挂设；配电电缆采用钢带铠装全塑电缆，一般沿巷道挂设，经井下中央变电所高压柜向井下水泵房、变电站、采区变电所供电，并经降压变压器向车场附近的低压动力及照明供电。

(2)采区变电所。通常设在靠近采区的面门或运输巷道中，其电源线一般采用一回路，由井下中央变电所供电。采区变电所和井下其他变电所变压器的高压侧，无爆炸危险的矿井一般装设隔离开关熔断器或跌落式熔断器；有爆炸危险的矿井一般装设断路器；变压器的低压侧均装设总的自动开关，由低压配电屏或动力配电箱向施工采区各低压负荷供电。井下电力变压器均采用中性点不接地系统。

(3)工作面配电点。设在掘进工作面负荷比较集中的地方。从采区变电所到配电点一般采用低压橡套电缆，经总的馈电开关和各自的开关及磁力起动器向各负荷(如电动装岩机、小绞车、混凝土输送泵等)供电。

装机容量较大的掘进工作面，可借助移动电站将高压直接输入到负荷中心。移动电站由高压开关、干式变压器和低压馈电开关组成，设在工作面附近的平巷中，利用轨道或单轨吊车沿平巷移动。负荷较小、深度较浅的矿井，可通过井筒或钻孔，直接向下供给低压电源。其供配电设备应尽量选择体积小、重量轻和便于移动的电气设备，一般采用矿用一般型或普通封闭型的电气设备。在通风较好，没有直接淋水的场所(如中央变电所和采区变电所)，一般选用普通开启型电气设备。在硐室外，一般选用不带油的电气设备。在施工初期，用电负荷较少，可利用当地附近的电源或柴油发电站等临时电源供电。当工程开始施工，用电负荷逐步增加时，应逐步形成地面和井下供电系统。

井巷施工照明   中国金属矿山施工绝大多数都采用电气照明，应用的电光源主要是白炽灯和荧光灯，部分为碘钨灯和钠灯。井巷施工照明按灯具使用方式，可分为固定照明和移动照明。

固定照明   固定在建筑物顶部或侧面的照明装置。井下作业点、安全人行道和通往作业点的人行道，都装有固定照明。通常采用矿用一般型或带防水灯头的普通型灯具。照明电压一般采用220V或127V，掘进工作面采用36V，由干式照明变压器供电。固定照明电缆一般采用钢带铠装或无铠装的全塑电缆，沿巷道壁挂设。井底车场、巷道及硐室的照明线路，一般采用塑料绝缘导线敷设在绝缘子上。

移动照明   随人员或设备移动的照明装置。井下掘进工作面、主要设备硐室、电机车及井下主要工作人员等均配有移动照明。移动照明灯具有手提引灯、蓄电池矿灯、手电筒、封闭式投光灯和电机车车灯等。移动照明的电压一般为36V，由照明变压器供电，照明线路采用橡套电缆。凿井吊盘的移动照明电源由井口变电所供给；巷道掘进工作面的移动照明电源由工作面配电点提供；硐室设备检修移动照明电源来自固定照明线路；电机车的照明电源来自牵引网路；蓄电池矿灯的电源由井口充电室提供。

供电安全   为保护井巷施工中的人身、设备和施工安全，供电系统一般设有过电流、漏电、接地等保护装置。

过电流保护   主要是短路过电流保护。井巷施工中把过载和电动机单相运转等保护也并入过电流保护。

漏电保护   防止井下电网或电气设备因绝缘性能降低引起漏电。发生漏电时，漏电保护装置能自动切断电源。井下变配电所高压馈电线装有检漏装置，低压母线及送至工作面的馈线装有能断开电源的检漏装置或指示器。中国采用的漏电保护只切除漏电故障线路，而非故障线路照常进行。漏电保护有零序电流保护、零序功率方向保护和附加直流电源保护三种，在井下施工中，附加直流电源保护应用最广。中国规定触电电流与时间的乘积安全值为30mA•s，安全电流为30mA，安全电压(安全电流与人身电阻的乘积)为36V，在特别危险的条件下，采用12V。

接地保护   防止电气设备外壳或构架漏电而设立的接地装置。将电气设备不带电的金属外壳和构架等通过接地装置与大地相连，构成局部接地保护。电气设备的局部接地装置通过铠装电缆的金属外皮和铝包，或橡套电缆的接地芯线等与装在井底水仓中的主接地装置连接，构成总保护接地网。中国对总保护接地网上任一保护接地点的接地电阻值和每一移动式或手持式电气设备接地网之间的保护接地用线的电阻值，均有严格规定。