煤矿井下用电缆具有以下特性和应用:
特性:
耐环境性:煤矿井下环境复杂恶劣,存在高湿、粉尘、腐蚀性气体、机械应力等挑战。因此,电缆必须具备出色的耐湿热、耐腐蚀、抗磨损及抗拉伸性能。其外护套通常采用聚氯乙烯(PVC)、聚氨酯(PU)或热塑性弹性体(TPE)等材料,以确保在长期潮湿环境下保持良好的绝缘性能,同时具有一定的阻燃、防爆特性。
安全性:煤矿作业场所存在甲烷、煤尘等易燃易爆物质,电缆的安全性至关重要。需符合严格的防火、防爆标准,如中国 GB/T12706.11-2008《额定电压1kV(Um=1.2kV)到35kV(Um=40.5kV)挤包绝缘电力电缆及附件》以及 MT818《煤矿用电缆》系列标准,以在发生火灾或爆炸时有效抑制火势蔓延,降低二次灾害风险。
屏蔽性能:井下电磁环境复杂,为防止电磁干扰影响电气设备正常工作,常采用铜丝编织或铝塑复合带绕包等方式进行屏蔽设计,提高信号传输的稳定性和准确性。
柔韧性与可移动性:鉴于煤矿开采过程中设备布局调整频繁,电缆需具备良好的弯曲半径和柔软度,便于敷设、移动及回收。部分特殊场合如采煤机、掘进机等移动设备供电,会选用矿用橡套软电缆,其柔韧性和耐磨性能够适应频繁的移动和扭曲。
应用:
固定敷设:在煤矿井下的主巷道、工作面、机电硐室等区域,用于固定敷设的电缆主要用于传输动力电、照明电及控制信号。如 MY(煤矿用移动橡套软电缆)、MVV(煤矿用聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆)等型号电缆,常用于固定设备的电源连接,以及远程监控、通信系统的信号传输。
移动设备供电:对于采煤机、掘进机、转载机等频繁移动的大型矿山机械设备,需使用专用的矿用移动橡套软电缆(如 UC、UCP、UCTP 等型号)。此类电缆不仅具有优异的电气性能,还具备高度的柔软性、耐磨性和抗拉强度,能够在设备移动过程中承受较大的机械应力,保证持续稳定的电力供应。
监测监控系统:煤矿安全监测监控系统,如瓦斯监测、人员定位、视频监控等,需要数据传输稳定、抗干扰能力强的专用电缆,如煤矿用本质安全型信号控制电缆(如 MYPJYV、MYJVTP 等)。这些电缆不仅满足基本的电气性能要求,还具备良好的屏蔽性能和耐环境性,确保在复杂煤矿环境中信号传输的准确性和实时性。
在煤矿井下使用电缆时,还需要注意电缆的敷设、连接与管理:
敷设地点与位置:应符合可操作和安全条件,立井开拓时电缆宜敷设在副井井筒中;在用机械提升的进风倾斜井巷中,一般不敷设电缆,若必须敷设则需采取安全措施。
悬挂方法:在立井井筒或倾斜角较大的井巷中,需使用夹子、卡箍等装置固定电缆;在水平巷道或倾斜角较小的井巷中,用吊钩悬挂电缆并保持一定伸缩度,且电缆悬挂高度要合适。立井井筒中敷设的电缆中间不应有接头,如有接头应设在中间水平巷道中或设接线盒。在特定支架的巷道中,应采用相应的悬挂方式,同时要剥除外护套。
管、线定位方法:电缆不应悬挂在风管或水管上,与通风供水管路同侧敷设时,电缆必须敷设在管路上方并保持一定距离。井筒和巷道内的其他线类应与动力电缆分挂两侧,如受条件限制,井筒内敷设应距电缆一定距离。
电缆连接方面:接头连接要保证芯线连接良好、接触电阻小且稳定,有足够的抗拉强度(不低于电缆芯线强度的 70%),绝缘强度不低于原有值,两根电缆的铠装、铅色、屏蔽层和接地芯线都应有良好连接,连接处密封良好以防止水分、潮气侵蚀。具体的连接方法包括焊接、压线螺栓连接和绑系等,橡套电缆和铠装电缆的连接也有各自的特点和要求。
维护与管理方面:对移动设备和易出问题部位的电缆,要责任到人班班检查维护;低压电网中的防爆接线盒应由专人定期清查;专职人员需每日巡回检查电缆悬挂情况。还要进行定期检查,包括固定敷设电缆的绝缘和外部检查、移动电器设备橡胶电缆绝缘检查、高压电缆泄露和耐压试验以及检查生产采区的电缆负荷情况等,并做好记录,及时维护处理和更换不合格电缆。各矿机电部门需建立电缆管理组织,进行集中管理,做到条条有编号,建立相关制度,防止井下电缆丢失、损坏等现象发生。
此外,电缆的选择也很重要,包括电缆类型、截面、长度、芯线数等方面:
电缆类型的选用要求:应选用经检验合格并取得煤矿矿用产品安全标志的阻燃电缆,不可采用铝包电缆。所选电缆要与敷设地点的水平差相适应,且带有供保护接地用的足够截面的导体。固定敷设的高压电缆选用需按具体要求进行,移动变电站的供电电缆宜采用监视型屏蔽橡胶电缆,并结合实际情况综合选择。
电缆截面的选择要求:井下高压动力电缆截面选择要考虑主排水泵供电情况、经济电流密度以及校验电缆的热稳定性;井下低压动力支线电缆截面要按机械强度选择,校验电缆实际通过的最大工作电流,并使熔断器中熔件的额定电流与所选电线截面相配合;井下低压动力干线截面要根据低压系统许可电压损失、电缆长时允许电流、启动条件校验等选择,同时在电缆通过最小两相短路电流时,要满足过电流保护装置最小灵敏度的要求。
电缆长度的确定:立井井筒和斜井中电缆长度需根据相应倍数计算,地面及井下铠装电缆和套装电缆也有各自的计算长度方法,同时要考虑接头和两端的余量。
电缆芯线数的选择:动力干线电缆通常选 4 芯;向采掘机械供电的电缆应根据控制方式、信号系统要求增加控制芯线数;专用通信电缆的芯线数根据实际要求选取,并留一定备用线数;电缆接地芯数除用作监测接地回路外,不可作他用。