Embed Size (px)
Citation preview
UNIVERZITET U SARAJEVU
ELEKTROTEHNIĈKI FAKULTET U SARAJEVU
ODSJEK ZA ELEKTROENERGETIKU
Tehniĉki normativi za elektriĉne instalacije u
rudnicima s podzemnom eksploatacijom
Završni rad
II ciklus studija
Mentor: Kandidat:
Red.Prof.dr. Alija Muharemović Enisa ŠEHIĆ
Sarajevo, avgust 2013.
2
3
IZJAVA
Izjavljujem da je napisani rad i tekst prezentiran master tezi originalan i da nema drugih izvora osim
onih koji su navedeni u tekstu njegovim referencama korištenim u pisanju rada. TakoĊer,
izjavljujem da u radu nije korišten materijal koji je prethodno publikovan ili napisan od neke druge
osobe i koji je bio prihvaćen za dodjelu neke diplome ili stepena na univerzitetu ili drugoj
visokoobrazovnoj ustanovi, izuzev onih pomenutih u referentiranoj literaturi.
4
Školska godina 2012./2013.
Studij Bologna: V godina, X semestar
Nastavnik: Red.prof.dr. Alija Muharemović
Kandidat: Enisa Šehić
Naziv rada: Tehnički normativi za električne instalacije u rudnicima s podzemnom
eksploatacijom
Kratak sadrţaj:
Trenutno je u upotrebi „Pravilnik o tehniĉkim normativima za elektriĉna postrojenja, ureĊaje i
instalacije u rudnicima sa podzemnom eksploatacijom” uraĊen u ex Jugoslaviji 1991. godine.
Imajući u vidu vaţnost rada ventilacije jame posebno je neophodno poklanjati paţnju projektiranju
gasno ventilacionog sistema u jami gdje su definirane tehniĉke karakteristike i metodologija
projektiranja izvoĊenja i odrţavanja informativno alarmnih sistema kao i propisanih mjera zaštite na
radu pri izvoĊenju, korištenju i odrţavanju elektro ureĊaja i instalacija u rudnicima sa podzemnom
eksploatacijom. Napajanje rudnika elektriĉnom energijom izvodi se, ili preciznije reĉeno, mora se
izvoditi u duhu i u skladu sa postojećim pravilnikom o tehniĉkim normativima za elektriĉna
postrojenja, ureĊaje i instalacije u rudnicima sa podzemnom eksploatacijom koji je preuzet, kao i
većina propisa od tadašnjeg Zavoda za standardizaciju. Što se tiĉe propisa iz oblasti rudarstva
gotovo ništa nije uraĊeno u domaćoj vlastitoj reţiji poslije 1996. godine, osim malog broja
preuzetih standarda ili direktiva EU. Stoga je tretman ove problematike veoma vaţan kako za
istraţivaĉki segment tako i za standardizaciju.
Postavka zadatka:
Ventilacija rudnika ima dvojaku funkciju: da stalnom izmjenom zraka u svim podzemnim
prostorijama rudnika (jame) putem neprekidnog strujanja odrţava jamsku klimu pogodnu za rad i
da razrjeĊuje koncentracije zagušljivih, otrovnih i eksplozivnih plinova i prašine uz njihovo
odvoĊenje na površinu. U današnjim, savremenim rudnicima mehaniĉka ventilacija po pravilu
jedini je pouzdan naĉin rješavanja ventilacijskih problema jame, a prirodna, odnosno toplinska
depresija samo je jedan od faktora koji u pozitivnom ili negativnom smislu utjeĉe na tu mehaniĉku
ventilaciju. Izvor aerodinamiĉkog potencijala i energije potrebne za strujanje u mehaniĉkoj
ventilaciji je ventilator koji generira razliku pritisaka i prouzrokuje strujanje zraka.
Sve prostorije u metanskoj jami svrstavaju se u prvi stupanj opasnosti od metana (iskljuĉena
mogućnost da bude udio metana u zraku veći od 1%) i drugi stupanj opasnosti (koncentracija
metana premašuje prethodnu granicu (upotrebljavaju se samo protueksplozijski zaštićeni elektriĉni
ureĊaji). Treba objasniti pod kojim uvjetima se mogu koristiti elektriĉni ureĊaji u metanskim
jamama sa prostorima I i II stupnja opasnosti od metana. TakoĊer, definirati naĉin obiljeţavanja tih
ureĊaja shodno meĊunarodnim IEC standardima. Objasniti separatno provjetravanje ukljuĉivo
mjesto i naĉin instaliranja elektromotora za ventilatore.
U posebnom dijelu trebalo bi funkciju i ulogu kontrolnika (mreţnog – trajno nadziranje izolacije
mreţe, te eliminacije slabog mjesta izolacije u mreţi, rasvjetni kontrolnik, kabelski kontrolnik, itd.),
a posebno kontrolnik provjetravanja. Objasniti na koji naĉin kontrolnik uklapa ili isklapa elektriĉnu
struju u funkciji koncentracije metana.
5
Definirati elektriĉne instalacije u podzemnim prostorijama (jamama) – naĉin instaliranja, uvjeti za
ispitivanje ili atestiranje, spreĉavanje nastanka kratkih spojeva itd. Treba dati poseban osvrt na
regulativu upotrebe elektriĉnih ureĊaja i instalacija u jamskim uvjetima odnosno napraviti analizu
propisa u vezi primjene elektriĉnih ureĊaja u rudarskim jamama, mogućnosti primjene sistema,
tehniĉke mjere zaštite (zaštita ograniĉenjem napona, zaštita od izravnog dodira, izoliranje, zaštita od
napona greške, itd). U radu treba dati posebno naĉin eliminiranja kratkih spojeva i zaštitu od njih
(izraĉunavanje vrijednosti struja kratkih spojeva, vrijednosti impedansi itd.).
Osnovna literatura: [1] Muharemović, A., Boras, V., "Elektriĉne instalacije i mjere sigurnosti", ETF Sarajevo, 2009.
[2] Pravilnik o tehniĉkim normativima za elektriĉna postrojenja, ureĊaje i instalacije u rudnicima sa
podzemnom eksploatacijom.
Dopunska literatura: Kandidat je duţan samostalno ili u saradnji sa nastavnikom i njegovim saradnicima pribaviti i obraditi
dopunsku literaturu.
Nastavnik:
Red.prof.dr. Alija Muharemović
6
SAŢETAK
S obzirom da je rijeĉ o specifiĉnim uvjetima koji vladaju u rudnicima s podzemnom
eksploatacijom, potrebno je provesti posebne mjere kako bi se s tehno-ekonomskog aspekta
uspješno sprovodilo vaĊenje korisne sirovine, pri ĉemu moraju biti ispunjeni svi preduslovi za
osiguranje bezbjednosti rudniĉkog osoblja.
U ovom radu razmatra se projektiranje i realizacija gasno-ventilacionih sistema s
fokusom na tehniĉke propise. Naime, u upotrebi je još uvijek „Pravilnik o tehniĉkim
normativima za elektriĉna postrojenja, ureĊaje i instalacije u rudnicima sa podzemnom
eksploatacijom” uraĊen u ex Jugoslaviji 1991.
U cilju prikaza relevantnog primjera, u radu je dat poseban osvrt na konkretan projekat
sistema ventilacije Rudnika mrkog uglja Kakanj.
Ključne riječi: tehnički normativi, električne instalacije, jamski zrak, rudnik s
podzemnom eksploatacijom, ventilacija rudnika, ventilatori, zaštita, ureĎaji za
alarmiranje.
ABSTRACT
Regarding the topic here that is about specific conditions in mines with underground
exploitation, it is necessary to implement special measures so that successful digging of
quality materials is achieved in technical-economical aspect in which also all the
preconditions for safety measures for mine personnel have to be achieved.
This thesis considers projection and realization of gas ventilation system with focus on
technical regulations. Namely, to this date in use is "Regulatory rules for technical normative
for electrical facilities, devices and installations in mines with underground exploitation"
issued in ex Yugoslavia in 1991.
Aiming to show a relevant example, in this thesis a special review is given for a
specific project of the ventilation system in the black coal mine in Kakanj.
7
Sadrţaj
SAŢETAK ............................................................................................................................................ 6
ABSTRACT ......................................................................................................................................... 6
Popis slika ............................................................................................................................................ 9
1. UVOD ......................................................................................................................................... 10
2. JAMSKI ZRAK .......................................................................................................................... 11
2.1. Hemijski sastav ........................................................................................................................ 11
2.2. Stalni sastav jamskog zraka ..................................................................................................... 12
2.3. Povremeni sastav jamskog zraka ............................................................................................. 13
2.4. Kategorizacija jama u zavisnosti od koncentracije metana ..................................................... 13
2.4.1. Nedostaci postojeće kategorizacije ................................................................................... 14
3. UVJETI KORIŠTENJA ELEKTRIĈNIH UREĐAJA U METANSKIM JAMAMA ................ 16
3.1. Naĉin obiljeţavanja elektriĉnih ureĊaja (IEC) ........................................................................ 17
3.2. Separatna ventilacija ................................................................................................................ 17
4. VENTILACIONI SISTEMI ........................................................................................................ 18
4.1. Ventilatori ................................................................................................................................ 19
4.2. Princip rada ventilatora ............................................................................................................ 21
4.3. Rudniĉki kontrolni ureĊaji (kontrolnici) .................................................................................. 21
4.3.1. Mreţni kontrolnik ............................................................................................................. 22
4.3.2. Rasvjetni kontrolnik .......................................................................................................... 22
4.3.3. Kontrolnik ventilacije ...................................................................................................... 22
4.3.4. Kabelski kontrolnik ........................................................................................................... 22
5. ELEKTRIĈNE INSTALACIJE U PODZEMNIM RUDNICIMA ............................................. 24
5.1. Propisi za elektriĉne instalacije ............................................................................................... 24
5.2. Ispitivanje i atestiranje ............................................................................................................. 25
5.3. Atestiranje protueksplozijski zaštićenih ureĊaja ..................................................................... 26
6. SISTEM VENTILACIJE U RMU KAKANJ ............................................................................. 27
6.1. Tehniĉki opis ........................................................................................................................... 29
6.2. Povezivanje jedinice za napajanje ........................................................................................... 32
6.3. Komunikacija i spojevi izlaznih signala .................................................................................. 33
6.4. Uopćeno o MPS-XX-NG ............................................................................................................ 34
6.4.1. Opis rada ........................................................................................................................... 35
6.5. Davaĉ ugljendioksida tip TX 6363 .......................................................................................... 36
8
6.6. Jamska stanica digiTRANS 2100 ............................................................................................ 37
6.6.1. Centrala digiTRANS 2100 .................................................................................................. 38
6.6.2. Samosigurni napajaĉ tip NSB-234-ia ................................................................................ 39
6.6.3. Alarmna sirena tipa AH-PEx .............................................................................................. 39
6.7. Kontrolno kolo za odvajanje KLV-XXX-Pex ......................................................................... 39
6.8. Kablovska veza za prijenos informacija .................................................................................. 40
6.9. Instalacija samosigurnih sistema ............................................................................................. 42
7. ALARMNI PRAGOVI I AUTOMATSKO ISKLJUĈENJE ELEKTRIĈNE ENERGIJE ........ 45
8. ZAŠTITNE MJERE .................................................................................................................... 47
8.1. Tehniĉke mjere zaštite ............................................................................................................. 48
8.2. Zaštitne mjere u RMU Kakanj ................................................................................................. 49
8.3. Zaštitne mjere pri izvoĊenju el. instalacija .............................................................................. 51
8.4. Zaštita od poţara ...................................................................................................................... 52
8.5. Zaštita od statiĉkog elektriciteta .............................................................................................. 52
8.6. Zaštita od ugljene prašine ........................................................................................................ 52
8.7. Rukovanje i odrţavanje el. ureĊaja i instalacija ...................................................................... 53
8.8. Zaštita od kratkih spojeva ........................................................................................................ 54
8.9.1. UreĊaji za zaštitu od kratkog spoja ................................................................................... 54
9. ZAKLJUĈAK ............................................................................................................................. 56
10. LITERATURA ........................................................................................................................... 57
PRILOG ............................................................................................................................................. 58
9
Popis slika
Slika 1. Opći znak protueksplozivne zaštite el. ureĊaja
Slika 2. Shema separatnog vjetrenja pri izradi podzemne prostorije s površine
Slika 3. Shema ventilacionog sistema podzemnog rudnika
Slika 4. Shematski prikaz ventilacionog postrojenja „Haljinići“
Slika 5. Mjerno nadzorni sistem za kontrolu gasnih parametara
Slika 6. Simboliĉki prikaz konfiguracije ureĊaja
Slika 7. Spojevi ţica napajanja na prikljuĉnim terminalima MPS-XX
Slika 8. Konfiguracija spojeva ţica za komunikaciju i signalne izlaze
Slika 9. Mjerno kontrolna jedinica MPS-XX-NG
Slika 10. Izgled konfiguracijskog i statusnog naĉina
Slika 11. Davaĉ ugljendioksida tip TX 6363
Slika 12. Jamska stanica digiTRANS 2100
Slika 13. Samosigurni napajaĉ tip NSB-234-ia
Slika 14. Shema kola
10
1. UVOD
Rudarstvo je jedna od najstarijih privrednih djelatnosti, ali se ono intenzivnije razvilo
tek nakon što se došlo do većih energetskih izvora koji su mogli zamijeniti ljudsku i
ţivotinjsku radnu snagu. Pronalazak parnog stroja u prošlom stoljeću, omogućio je
odvodnjavanje dubljih prostora, a jednako tako i izvlaĉenje rudne supstancije iz veće dubine.
S elektriĉnom energijom nastupa nova era intenzivnog razvoja rudarstva i otkrivaju se
neograniĉene mogućnosti u mehanizaciji tehnoloških procesa.
Prednosti elektriĉne energije brzo su došle do izraţaja, kao ekonomiĉnost, dinamiĉnost,
prijenos, meĊutim, posebno u podzemnim rudnicima, ubrzo se ustanovilo da se
elektrifikacijom u rudnik, uvodi i jedna dodatna, vrlo ozbiljna opasnost. Naime, zbog
specifiĉnih prilika rada, uĉestale su nezgode i nesreće od elektriĉnog udara i eksplozija. Sve je
to, posebno u metanskim jamama, dovelo u pitanje elektrifikaciju pa se pristupilo konverziji
elektriĉne energije u komprimirani zrak ĉija bi energija sluţila za eksploataciju. MeĊutim, to
dovodi do vrlo slabe energetske bilanse budući da je upotreba komprimiranog zraka duplo
skuplja. Zbog toga su izumljeni posebni sigurnosni ureĊaji koji ne mogu izazvati eksploziju
jamskog plina, a tehnika tih ureĊaja je praktiĉki toliko usavršena da oni nisu više nikakva
dodatna opasnost ako se njima rukuje u skladu sa propisima.
Funkcija rudniĉkih ventilacionih sistema jeosiguranje povoljnih uslova za boravak i rad
ljudi razblaţivanjem štetnih hemijskih, fiziĉkih i termalnih emisija njihovim odvoĊenjem na
površinu. Ventilacijom je neophodno osigurati koliĉine zraka koje će biti u mogućnosti
podnijeti opterećenja na naĉin da ni jedan od indikatora kvaliteta ne bude izvan okvira
dozvoljenih vrijednosti. Potrebne koliĉine zraka za ventilaciju podzemnih rudnika uglja se
odreĊuju ovisno o funkciji prostorije, tehnološkom procesu i drugim faktorima koji mogu
dovesti do neţeljenih promjena osobina jamskog zraka. [4]
Prije nego poĉnemo razmatranje projekta ventilacije, osvrnut ćemo se na temeljne
uvjete koji vladaju u podzemnim rudnicima. Na osnovu karakteristika jamskog zraka,
primjenjuju se propisi definirani zakonskom regulativom. S tim u vezi imamo klasifikacije
jama na metanske i nemetanske, no vrlo je vaţno voditi raĉuna i o nekim drugim parametrima
zraka koji se moraju mjeriti kako bi se osigurala sigurnost radnika na radu.
Budući da je za primjer ventilacionog sistema uzet projekat ventilacije RMU Kakanj, a
shodno ĉinjenici da je rijeĉ o metanskoj jami, bit će objašnjeni uslovi korištenja elektriĉnih
ureĊaja u jamama i njihovo oznaĉavanje za tu vrstu rudnika.
UreĊaji koji se koriste za cirkulaciju zraka su posebno prilagoĊeni ventilatori, a ništa
manje bitni su i ureĊaji koji prate koncentraciju odreĊenih ĉestica u zraku, te šalju signale
alarmnim ureĊajima koji se ukljuĉuju ukoliko cirkulirani vazduh u jami bude nedovoljno
siguran. U tom sluĉaju dolazi do iskljuĉenja elektriĉne energije u dijelu jame u kojem je došlo
do izvjesne opasnosti od ĉestica koje bi mogle narušiti zdravlje radnika i/ili biti uzrokom
eksplozije.
11
2. JAMSKI ZRAK
DovoĊenje svjeţeg zraka, stalno i u dovoljnim koliĉinama, predstavlja jedan od
preduvjeta za obavljanje rada u jami. Prema tome je i glavni zadatak ventilacije rudnika
osiguravanje takve jamske atmosfere koja bi, što je moguće više, odgovarala onoj na površini,
kako u pogledu hemijskog sastava, tako i u pogledu klimatskih parametara. Takav zrak koji
najpribliţnije odgovara vanjskom, u ventilaciji rudnika nazivamo svjeţim.
2.1. Hemijski sastav
Kad zrak uĊe u jamu ili neki drugi podzemni prostor, u njegovom obujamskom
sastavu ima oko 78 % azota, 21 % kisika i 1 % drugih plinova. Preciznija analiza suhog
vanjskog zraka ima hemijski sastav kako je to prikazano u tablici
Sastav
zraka
Hemijski
simbol
Zapreminski
udio Maseni udio
Azot N2 78,05 75,55
Kisik O2 20,95 23,1
Argon Ar 0,93 1,3
Ugljični
dioksid CO2 0,03 0,05
Vodik H2 0,01 -
Neon Ne 0,0018 -
Helij He 0,0005 -
Kripton Kr 0,0001 -
Ksenon Xe 0,000008 -
Tabela 1. Analiza hemijskog sastava vanjskog zraka
U proraĉunima ventilacije suhi vanjski zrak tretira se obiĉno kao zapreminska
mješavina sljedećih plinova: kisika 0,210; azota, 0,781 i argona 0,009.
Pored stalnog sastava, vanjski zrak sadrţi u promjenljivim koliĉinama i vodenu paru
ĉiji udio moţe dostići i do 4,00 %. Za rutinske proraĉune moţe se uzeti da zrak sadrţi 21%
kisika i 79% azota.
Pod pojmom jamskog zraka podrazumijeva se vanjski zrak sa nešto smanjenim
sadrţajem kisika, povećanim sadrţajem vodene pare, ali bez prisutnosti zagušljivih i toksiĉnih
plinova.
MeĊutim, na svom putu kroz jamske prostorije, zrak moţe znaĉajno promijeniti svoj
hemijski sastav, jer preuzima odreĊene opasne i štetne tvari koje nazivamo povremenim
pratiocima jamskog zraka. Na taj naĉin u rudnicima imamo zagušljiv zrak koji sadrţi
povećane koliĉine azota, metana, vodika, ugljikova dioksida i sliĉnih plinova, kao i otrovan
zrak koji sadrţi otrovne plinove kao što su npr.: ugljikov monoksid, sumporovodik, azotni
oksidi, ţivine pare i sl. [7]
12
2.2. Stalni sastav jamskog zraka
Zbog svoje prisutnosti u vanjskom zraku kisik, azot i ugljikov dioksid se ubrajaju u
stalne sastojke jamskog zraka.
Kisik
To je plin bez boje, mirisa i okusa, molarne mase 32. Gustoća pri normiranim uvjetima
(t = 0 °C i p = 101.325 Pa) iznosi 1,429 kg/m3. Topivost kisika je neznatna, ali je veća nego
topivost zraka. Parcijalni pritisak kisika u vanjskom zraku normalnog sastava iznosi 21.331,6
Pa.
Azot
Molarna masa azota iznosi 28,016, a gustoća 1,25 kg/m3. Plin je bez boje, okusa i
mirisa i teško se topi u vodi. Nije otrovan ali svojim povećanim udjelom u jamskoj atmosferi
ĉini zrak nepogodnim za disanje. Takva nepovoljna jamska atmosfera nastaje ako se sadrţaj
dušika poveća na 83% i više.
Ugljikov dioksid
To je plin bez boje i mirisa, kiselkastog okusa i teţi je od zraka. Prisutnost ugljikova
dioksida pri podzemnim radovima vrlo je znaĉajno, tako da zahtijeva posebnu paţnju. U
rudnicima se javlja kao posljedica intenzivnijih oksidacijskih procesa, a vezan je za neke
minerale i prateće stijene.
Ugljikov dioksid (CO2) se ubraja u skupinu jednostavnih (inertnih) zagušljivaca. Kako
je ugljikov dioksid najviši stupanj oksidacije ugljika to sam ne gori, a niti podrţava gorenje i
disanje. Pri kompresiji se lako pretvara u tekuće stanje, a pri visokim temperaturama (> 1000
°C) raspada se na ugljikov monoksid i kisik. Otapanjem u vodi vrlo malim dijelom nastaje
ugljikova kiselina. Ugljikov dioksid nije otrovan, ali kod većih koncentracija istiskuje kisik iz
okolne atmosfere i uzrokuje gušenje.
Ugljikov dioksid nastaje u prirodi kod svih procesa disanja i izgaranja ugljika. Na
pojedinim mjestima Zemljine kore (doline, špilje) struji kao plin i radi svoje teţine taloţi se u
donjim dijelovima prostora, što treba imati na umu pri provjetravanju. Ima ga mnogo i
vezanog u obliku karbonata. U rudnicima ugljena ĉeste su provale većih koliĉina ugljikova
dioksida pri rastresanju produktivnog sloja miniranjem, kada postoji opasnost od stvaranja
opasne atmosfere po zaposlene. Inaĉe, normalno je da ugljikov dioksid izlazi u ugljenokopima
iz pukotina u malim i bezopasnim koliĉinama. Osim toga, oksidacijskim djelovanjem kisika
na ugljen stvara se u rudnicima ugljena trajno ugljikov dioksid. Prema tome je i koncentracija
ugljikova dioksida u jamskoj atmosferi ugljenokopa u pravilu povećana, i rijetko iznosi ispod
1000 ppm (Kesić, 1939).
Osim jamske atmosfere ugljenokopa, izvori profesionalne izloţenosti ugljikovom
dioksidu su plinovi koji nastaju prilikom miniranja i emisije ispuha dizelovih motora.
13
Vodena para
TakoĊer je stalni sastojak, kako vanjskog, tako i jamskog zraka. Molarna masa joj je
18. Povećane koliĉine vodene pare u jamskoj atmosferi negativno djeluje na radni komoditet.
2.3. Povremeni sastav jamskog zraka
Brojne hemijske reakcije mogu prouzroĉiti promjene sastava jamskog zraka.
Oksidacijski procesi oduzimaju kisik i obiĉno rezultiraju nastajanjem ugljikova ili sumporova
dioksida. Kisele otpadne vode iz jame u doticaju sa sulfidnim mineralima stvaraju
sumporovodik, dok sagorijevanje goriva i korištenje eksploziva stvara ĉitav niz opasnih i
štetnih tvari. Većina nesreća sa smrtnim ishodom u jamskim poţarima i eksplozijama
uzrokovana je velikim koliĉinama toksiĉnih plinova koji se u takvim uvjetima brzo razvijaju.
Nadalje se u svjeţu zraĉnu struju oslobaĊaju plinovi zarobljeni u naslagama kroz koje
napreduju jamske prostorije. Tipiĉni predstavnici zemnih plinova su metan i ugljikov dioksid.
Metan je bezbojni plin, spoj ugljika i vodika hemijske formule CH4.
Ugljikov monoksid
Ugljikov monoksid (CO) je toksiĉni plin bez boje, mirisa i okusa i u ĉistom stanju
teţak gotovo kao zrak (relativne gustoće 0,95). Teško ga je pretvoriti u tekuće stanje i vrlo je
malo topiv u vodi. U prisutnosti kisika izgara u ugljikov dioksid modrim plamenom. U smjesi
je sa zrakom eksplozivan u širokom rasponu koncentracija (12,5 do 74,2% CO). Moţe se
oksidirati i s oksidima ţeljeza, bakra, 29 olova, mangana, nikla, srebra, kositra, kobalta i
molibdena pri temperaturama 300 – 1500 °C. U reakciji s vodom stvaraju se ugljikov dioksid
i vodik.
U Pravilniku o graniĉnim vrijednostima izloţenosti opasnim tvarima pri radu i o
biološkim graniĉnim vrijednostima (SN FBiH 13/09), ugljikov monoksid je razvrstan u
opasne tvari zbog svojih svojstava vrlo lake zapaljivosti i toksiĉnosti. Graniĉna vrijednost
izloţenosti s obzirom na osmosatno radno vrijeme je 10 ppm.
Potrebno je naglasiti da kod katastrofalnih eksplozija u rudnicima, i to kod eksplozija
koje nastaju usljed eksplozije smjese zraka i metana i/ili ugljene prašine, najĉešći uzrok smrti
je trovanje ugljikovim monoksidom (McPherson, 2005).
2.4. Kategorizacija jama u zavisnosti od koncentracije metana
Svaka jama sa podzemnom eksploatacijom uglja se kategoriše kao nemetanska ili
metanska u skladu sa Pravilnikom o sadrţaju elaborata, naĉinu i postupku kategorizacije
ugljenih slojeva i jama i razvrstavanju jamskih prostorija prema stepenu opasnosti od metana,
„Sluţbene novine Federacije BiH“, broj 26/10. Ako se, shodno odredbama pravilnika,
laboratorijskim Kada se utvrdi da je jama metanska, vrši se kategorizacija i
razvrstavanje jamskih prostorija prema stepenu opasnosti od metana.ispitivanjem utvrdi
sadrţaj metana od 0,1% (V/V) i više, jama se proglašava metanskom.
14
Kod metanskih jama, kategorizacija i razvrstavanje jamskih prostorija prema stepenu
opasnosti od metana vrši se i kod svake bitne promjene u izvoĊenju rudarskih radova. Pod
bitnom promjenom podrazumijeva se otvaranje novih otkopnih polja, novih revira,
novih istraţnih radova u okviru ventilacionih odjeljenja, pri promjeni otkopne metode,
promjeni u tehnologiji otkopavanja, otkopavanju novim zahvatom u istom otkopnom
polju i drugih pojava koje zahtjevaju promjenu stepena opasnosti jamske prostorije na
više.
Kategorizacija se vrši u aktivnim dijelovima jame a njome se obuhvataju
jamske prostorije koje ĉine sistem provjetravanja jame, pod uslovom da su neaktivni dijelovi i
stari radovi odvojeni i izolovani.
U I stepen opasnosti od metana razvrstavaju se rudarske prostorije u kojima u
normalnim uslovima provjetravanja sadrţaj metana ne prelazi 0,5 % (V/V), a analizom
poloţaja rudarske prostorije u sistemu provjetravanja utvrĊeno da je iskljuĉena mogućnost
prekoraĉenja koncentracije metana iznad 0,5 % (V/V).
U II stepen opasnosti od metana razvrstavaju se rudarske prostorije u kojima je
u normalnim uslovima provjetravanja:
a) utvrĊen sadrţaj metana u jamskom vazduhu veći od 0,5 % (V/V);
b) bez obzira na utvrĊeni sadrţaj metana ispod 0,5 % (V/V), analizom poloţaja
rudarske prostorije u sistemu provjetravanja utvrĊeno da nije iskljuĉena mogućnost
prekoraĉenja sadrţaja metana iznad 0,5 % (V/V);
c) sve separatno provjetravane rudarske prostorije bez obzira na utvrĊeni sadrţaj
metana;
d) rudarske prostorije u koje vazdušna struja ulazi iz prostorije razvrstane u II stepen
opasnosti od metana bez obzira na utvrĊeni sadrţaj metana.
Sva mjerenja u jami i laboratorijska ispitivanja izvode se prema vaţećim standardima i
na odgovarajućoj opremi. Pod odgovarajućom opremom podrazumijeva se oprema koja
obezbjeĊuje taĉnost od ± 1,0 (%) mjerene vrijednosti i koja posjeduje odgovarajući certifikat
proizvoĊaĉa. Srednje vrijednosti zaokruţuju se na taĉnost od ± 0,05.[7]
2.4.1. Nedostaci postojeće kategorizacije
Kategorizacijom podzemnog rudnika po metanu odgovarajućim kriterijima ne definira
se izravno izvorište metana, već intenzitet njegova priljeva u otvorene rudniĉke prostorije.
Uzrok se definira posljediĉno i neprimjereno ako izvorište nije dostupno i selektivno
mjerljivo. Naroĉito je to izraţeno kada je leţište, ili dio u kojem se eksploatira, neznatno
ispunjeno opasnim plinom, a nije iskljuĉena mogućnost postojanja leţišta ugljikovodika u
blizini, koje pod odreĊenim uvjetima i okolnostima moţe biti od utjecaja. Intenzitet pojave,
odnosno izdašnost priljeva, u svezi je s izvorištem plina, ali u ovom sluĉaju prvenstveno
njegovom komunikacijom s aktivnom rudarskom prostorijom. Komunikacije se mogu jaĉe ili
slabije uspostaviti, nekada nikako, ili veoma rijetko što posebno moţe biti pogubno. Spoj
izvorišta metana i aktivnih rudniĉkih radova u izravnoj je vezi s njihovim izvoĊenjem,
posebice kada se primjenjuju otkopne metode s izrazitom destrukcijom, tj. zarušavanjem
okolnih stijena. Ovdje su znaĉajni vrsta stijena i struktura podzemlja u smislu uslojenja,
15
tektonskih sklopova, manjih ili većih pukotinskih sistema, koji se napredovanjem rudarskih
radova mogu presjeći i otvoriti.
S obzirom na izneseno, dat je prijedlog kategorizacije podzemnih radova po metanu na
metanski, nemetanski i uvjetno metanski reţim. [5]
16
3. UVJETI KORIŠTENJA ELEKTRIČNIH UREĐAJA U
METANSKIM JAMAMA
Elektriĉni ureĊaji jesu pogonska sredstva koja sluţe za proizvodnju i upotrebu
elektriĉne energije, kao što su sredstva za proizvodnju, prijenos, razdiobu, mjerenje i
korištenje elektriĉne energije. Elektriĉni ureĊaji od ĉijeg kontinuiranog rada ovisi sigurnost
pogona i ljudi, moraju imati rezervno napajanje elektriĉnom energijom.
U elektriĉnim pogonskim prostorijama i u zatvorenim elektriĉnim pogonskim
prostorijama moraju postojati vidljive sheme, oznake napajanja sklopnih ili razdjelnih
postrojenja.
Pogonska sredstva moraju biti posebno zaštićena od mehaniĉkih oštećenja i hemijskog
utjecaja i od štete koju mogu uzrokovati voda i prašina.
Magnezij, cink i njihove legure, osim mjedi, nisu dopušteni za provoĊenje elektriĉne
struje.
Kao materijal za sabirnice u rasklopnim i razvodnim postrojenjima moţe se, pored bakra,
upotrebljavati i aluminijum ako su stezaljke sabirnica izraĊene sa prelaznim elementima, tako da se
na razvode mogu spojiti i bakarni provodnici.
Ĉeliĉni provodnici za provoĊenje struje mogu se upotrebljavati samo:
1) za povratni provodnik elektriĉne vuĉe (šine);
2) za zaštitni provodnik mreţe zaštitnog uzemljenja, ali samo pocinĉani;
3) za specijalne gibljive kablove, ĉvrste na zatezanje kod kojih su bakarni provodnici
mehaniĉki ojaĉani ĉeliĉnom ţicom;
4) za samosigurna kola i ureĊaje.
Mogu se upotrebljavati samo izolacioni materijali koji ispunjavaju uslove utvrĊene
odgovarajućim jugoslovenskim standardima.
U elektriĉnim ureĊajima nije dopuštena upotreba drveta, škriljavaca ili mramora za
priĉvršćenje dijelova pod naponom.
Elektriĉna pogonska sredstva i ureĊaji mogu se upotrebljavati samo u granicama
nazivnih vrijednosti za koje su graĊeni.
U pogledu mehaniĉkih naprezanja pri kratkom spoju moraju biti dimenzionirani za
maksimalnu udarnu struju tropolnog kratkog spoja na mjestu ugradnje.[2]
Pogoni koji su bitni za rudnik i od kojih zastoj moţe ugroziti ljudske ţivote su:
- glavno ventilaciono postrojenje
- glavna pumpna stanica
- ureĊaji za signalizaciju, dojavu, i praćenje gasno ventilacionog stanja u jami.[6]
17
3.1. Način obiljeţavanja električnih ureĎaja (IEC)
Oznaĉavanje pojedinih elektriĉnih ureĊaja kompleksan je problem jer su razne zemlje,
neovisno jedna o drugoj, uvele razne naĉine oznaĉavanja, koje je vrlo teško usaglasiti i svesti
na jedinstvene oznake vrste protiveksplozivne zaštite. U tom je pogledu MeĊunarodna
elektrotehniĉka emisija (IEC) djelomiĉno dogovorila naĉin oznaĉavanja iako to nije u cijelom
svijetu prihvaćeno.
Znak za elektriĉne ureĊaje namijenjene ugroţenim prostorima s eksplozivnom
atmosferom zapaljivih plinova, para ili maglica svojstven je pojedinoj zemlji i njezinoj
zakonskoj regulativi. U našoj zemlji takav znak je prikazan na slici 1 koji znaĉi da je
namijenjen ugroţenom prostoru i da je prošao propisanu proceduru ispitivanja i atestiranja.[4]
Slika 1. Opći znak protueksplozivne zaštite el. ureĎaja
3.2. Separatna ventilacija
Separatno vjetrenje podrazumijeva vjetrenje slijepih radilišta pomoću zraĉnih cijevi.
Separatno vjetrenje moţe se odnositi na vjetrenje slijepih prostorija (radilišta) sa površine
(tuneli, potkopi) ili iz jamskih prostorija. Razlika je što je vjetrenje tunela samostalno i
nezavisno, dok je u jami separatno vjetrenje u sklopu vjetrenja cjelokupne jame. [8]
Slika 2. Shema separatnog vjetrenja pri izradi podzemne prostorije s površine
18
4. VENTILACIONI SISTEMI
Funkcija rudniĉkih ventilacionih sistema je osiguranje povoljnih uslova za boravak i
rad ljudi razblaţivanjem štetnih hemijskih, fiziĉkih i termalnih emisija njihovim odvoĊenjem
na površinu. Ventilacijom je neophodno osigurati koliĉine vazduha koje će biti u mogućnosti
podnijeti opterećenja na naĉin da ni jedan od indikatora kvaliteta ne bude izvan okvira
dozvoljenih vrijednosti. Osnovni faktori proraĉuna koliĉine i raspodjele vazduha su: propusna
sposobnost ventilacionih puteva, otpori ogranka mreţe, ukupan otpor sa ventilacionim
kanalom, potencijali u taĉkama raĉvanja i na objektima izolacije starog rada, ekvivalentni
otvori, stepen stabilnosti ogranka mreţe i ukupna «depresija jame» (potreban negativan
potencijal za depresionu ventilaciju). Potrebne koliĉine vazduha za ventilaciju podzemnih
rudnika uglja se odreĊuju ovisno o funkciji prostorije, tehnološkom procesu i drugim
faktorima koji mogu dovesti do neţeljenih promjena osobina rudniĉkog vazduha.
Ventilacija svih rudnika ima dva u osnovi razliĉita reţima provjetravanja i treći za
sluĉaj nesreće;
a) period normalnog provjetravanja kad je puni broj ljudi na radilištima;
b) period minimalnog provjetravanja, npr. u noćnoj smjeni, kad se samo premješta
mehanizacija i obavljaju pripremni radovi kao i odrţavanje;
c) posebno pojaĉana ventilacija ako doĊe do neke nesreće pa se njome ţele ublaţiti
posljedice, ako je to odreĊeno planom obrane.
Slika 3. Shema ventilacionog sistema podzemnog rudnika
Metan i ugljen-dioksid, nastali tokom procesa karbonifikacije (koji je poĉeo pre oko
300 miliona godina), postoje kao slobodni gasovi u pukotinama i procjepima, ali i kao
absorbovani gasovi, zarobljeni u naslagama uglja i okolnim stijenama. Kada se ugalj vadi iz
podzemnih leţišta, oslobaĊa se metan, koji stvara izrazito eksplozivnu mješavinu u dodiru s
vazduhom. Izvlaĉenje ovog ("jamskog") gasa je od vitalne vaţnosti za sigurnost rudara i
rudnika. [9]
19
U BiH je na snazi Pravilnik o tehniĉkim normativima u podzemnom rudarstvu uglja,
preuzet iz bivše SFRJ, gdje je ĉlanom 283, definirano da se koliĉina vazduha kojom se
ventilira radilište odreĊuje po parametrima:
- gasonosnost ugljenog sloja i pratećih stijena,
- neravnomjernost pojave gasova,
- gasovi miniranja,
- gasovi motora sa unutrašnjim sagorijevanjem,
- minimalna potrebna brzina vazdušne struje,
- klimatski uslovi rada,
- broj ugraĊenih separatnih ventilatora,
- zaprašenost vazduha,
- broj radnika naradilištu i
- najniţi atmosferski pritisak. [3]
4.1. Ventilatori
Za glavno provjetravanje jame upotrebljavaju
a) centrifugalni ventilatori;
b) aksijalni ventilatori.
I za jedne i za druge ventilatore osnovni parametri za odreĊivanje snage i proraĉun
potrošnje su ovi:
Q – koliĉina zraka potrebna za ventilaciju jame
hst – statiĉki otpor, odnosno depresija potrebna da se svlada otpor jame, mjeren u
N/m2;
ηst – statiĉki stepen korisnog djelovanja ventilatora ovisan o konstrukciji ventilatora.
Ventilacija svih rudnika ima dva u osnovi razliĉita reţima provjetravanja i treći za
sluĉaj neke nesreće.
a) Period normalnog provjetravanja kada je puni broj ljudi na radilištima;
b) Period minimalnog provjetravanja, npr u noćnoj smjeni, kad se samo premješta
mehanizacija i obavljaju pripremni radovi kao i odrţavanje;
c) Posebno pojaĉana ventilacija ako doĊe do neke nesreće pa se njome ţele
ublaţiti posljedice, ako je to odreĊeno planom obrane.
Za period normalnog provjetravanja, pri ĉemu je:
koliĉina zraka Q1 (m3/s)
depresija h1 (N/m2)
stupanj djelovanja η1,
potrebna snaga motora iznosi:
20
(kW).
Za period minimalnog provjetravanja, pri ĉemu je:
koliĉina zraka Q2 (m3/s)
depresija h2 (N/m2)
stupanj djelovanja η2,
potrebna snaga motora iznosi:
(kW).
Ventilatori se mogu kategorisati po razliĉitim kriterijima, ovisno o gledištu i
potrebama a obzirom na karakteristike kojima se daje odluĉujući znaĉaj najĉešće su
klasifikacije:
prema principu konstrukcije dijele se na centrifugalne sa jednostranim ili dvostranim
usisavanjem, sa ili bez sprovodnog kola i aksijalne reverzibilne ili nereverzibilne,
jednostepene ili višestepene, sa fiksnim lopaticama ili promjenljivim uglom lopatica.
Ova promjena ugla moţe da se vrši pojedinaĉnom regulacijom svake lopatice ili
istovremenim podešavanjem cijelog rotora, mehaniĉki ili automatski.
prema mjestu instalisanja i razlici u pritiscima koju ostvaruju mogu biti nadzemni
depresioni ili kompresioni i podzemni depresiono-kompresioni.
prema stepenu korisnog dejstva mogu biti malo ekonomiĉni, sa stepenom iskorištenja
do 40%,srednje ekonomiĉni.sa iskorištenjem od 40-70% i visoko ekonomiĉni, sa
iskorištenjem preko 70 %. Postoje i tako usavršene konstrukcije kod kojih stepen
iskorištenja dostiţe i preko 90% (na primjer ventilatori tipa Joy).
prema kapacitetu mogu biti malog kapaciteta do 50 m3 /s, srednjeg od 50 do 150 m3
/s i visokog kapaciteta sa preko 150 m3 /s. Za perspektivni razvoj rudarstva za veće
dubine predviĊaju se ventilatori i do 1000 m3 /s.
prema efektivnom pritisku („depresiji“) koju ostvaruju dijele se na ventilatore male
depresije do 1000 Pa, srednje depresije 1000-3000 Pa i visoke depresije preko 3000
Pa, a najveći ventilatori izraĊuju se sa depresijom od 10000 Pa.
prema broju obrtaja rotoramogu biti ventilatori sa konstantnim brojem obrtaja,
ventilatori sa diskretno varijabilnim brojem obrtaja i ventilatori sa kontinuiranom
regulacijom broja obrtaja rotora.
prema snazi pogonskog motora na ventilatore male snage - do 200 kW, srednje snage
2Q0 do 500 kW i velike snage - preko 500 kW, najveći imaju ĉak 2000-5000 kW.
prema jaĉini buke koju stvaraju mogu biti bešumni i oni koji stvaraju buku.
Ranije su za glavnu ventilaciju korišteni uglavnom centrifugalni, a za separatno
provjetravanje aksijalni ventilatori. Razlog tome su bile veći efektivni pritisci koje mogu da
ostvare centrifugalni ventilatori. MeĊutim, pošto su konstrukcijom aksijalnih ventilatora kao
višestepenih ostvarene sve potrebne vrijednosti pritisaka, ovi ventilatori su praktiĉki potisli
21
centrifugalne. Tako su postignute manje dimenzije i mase mašina koje ostvaruju isti kapacitet,
vrlo visoki stepen iskorištenja i veoma veliki opseg kapaciteta, a mogu lako da se prilagode
potrebama ĉak i za duţi vremenski period.
4.2. Princip rada ventilatora
Ventilatori proizvode pritisak mijenjajući vektor brzine strujanja. Ventilator stvara
pritisak ili strujanje usljed rotiranja lopatica rotora predajući kinetiĉku energiju zraku
mijenjajući njegovu brzinu. Promjena brzine je u tangencijalnoj i radijalnoj komponenti
brzine kod centrifugalnih ventilatora, i u aksijalnoj i u tangencijalnoj komponenti brzine kod
ventilatora sa aksijalnim strujanjem.
Rotori centrifugalnog ventilatora proizvode pritisak preko centrifugalne sile stvorene
rotacijom zraĉnog stuba koji se stvara izmedju lopatica, i kinetiĉke energije koja se predaje
zraku mijenjajući njegovu brzinu i napuštajući rotor. Kada su lopatice nagnute naprijed, ove
dvije brzine se kumulišu i obrnuto. Tipovi ventilatora sa unazad zakrivljenim lopaticama su
generalno efikasniji nego ventilatori sa naprijed nagnutim lopaticama.
Ventilatori sa aksijalnim stujanjem proizvode pritisak preko promjene brzine strujanja
koja prolazi kroz rotor, ne stvarajući centrifugalnu silu. Ovi ventilatori su podijeljeni na tri
vrste:
• propeleri,
• aksijalno-cijevni,
• aksijalno-lopatiĉni
Propeler ventilatori uobiĉajeno koriste slobodan dotok zraka, i obiĉno imaju malu
glavcinu proporcionalnu rotoru postavljenu na otvor postolja ili na ulazno zvono. Aksijalno -
cijevni ventilatori obiĉno imaju smanjeni zazor i rade na pojacanom opterećenju, davajući
veći totalni pritisak nego propeler - ventilatori.
Aksijalno - lopatiĉni ventilatori su ventilatori sa lopatiĉnim vodjicama i smanjen im
zazorom izmedju radnih lopatica, što nam omogućuje dobijanje ţeljenog pritiska, efikasnosti i
karakteristika stvaranja buke.
4.3. Rudnički kontrolni ureĎaji (kontrolnici)
Potreba za razgranatom mreţom u podzemnim prostorijama zahtijeva da se osiguraju
odgovarajuće zaštitne mjere kako bi se suzbila opasnost od elektriĉnog udara za zaposleno
osoblje, a jednako tako i sprijeĉile veće nesreće od poţara ili eksplozije. U tu svrhu nastalo je
mnoštvo specijalnih kontrolnih ureĊaja, koji u sistemu energetskih mreţa povećavaju stepen
sigurnosti. Takvi elementi, dakle kontrolni ureĊaji, preduvjet su za daljnju provedbu
automatizacije zaštitnih mjera kako bi se osigurala sigurnost ljudi u jami. [4]
22
4.3.1. Mrežni kontrolnik
Prvi od familije kontrolnika koji je prijeko potreban element zaštite u izoliranim
sistemima mreţa jeste mreţni kontrolnik. Osnovne su mu karakteristike da trajno nadzire
izolaciju mreţe instrumentom i ne smanjujući pri tome izolacijski otpor mreţe u podruĉju
djelovanja. Po svojoj funkciji ima dvostepeno djelovanje, i to tako da signalizira optiĉki i
akustiĉki opadanje izolacije, te automatski iskljuĉuje napon mreţe pri zemljospoju.
Od neobiĉne vaţnosti za mreţni kontrolnik jeste da ispunjava sljedeća dva uvjeta:
1. da mu je unutrašnji otpor najmanje pet do deset puta veći od graniĉnog otpora mreţe
kod kojeg mora iskljuĉiti mreţni napon;
2. da kad nastupi zemljospoj uz brzo opadanje izolacijskog otpora mreţe, djeluje u što
moguće kraćem vremenskom roku. [4]
4.3.2. Rasvjetni kontrolnik
Rasvjeta u podzemnim prostorijama napaja se redovito iz posebnog transformatora,
kako to zahtijeva propis, pa je rasvjetna mreţa galvanski odvojena od energetskog sistema. Iz
tog razloga postavlja se poseban kontrolni ureĊaj za zaštitu rasvjetne mreţe, i to za kontrolu:
- izolacije, izolacionog otpora mreţe
- oštećenja kabela rasvjetne mreţe, odnosno uzemljenja rasvjetnih tijela na radilištu
4.3.3. Kontrolnik ventilacije
Ako jama ima dijelove npr. u otvaranju ili dobivanju (komore), tako da takva mjesta
ne mogu biti izloţena protoĉnoj glavnoj ventilaciji, onda se oni provjetravaju posebnim
ventilatorima i ventilacijskim cijevima, promjera 300 do 800 mm, kroz jamsku saobraćajnicu,
bilo da im se dovodi svjeţ zrak ili da se odsisava zagaĊeni zrak s radilišta. Pri tome se uzima
svjeţi zrak iz protoĉne glavne vjetrene struje i zagaĊeni se zrak ubacuje ponovo u tok glavne
ventilacijske struje zraka. [4]
Osnovni je cilj kontrolniku ventilacije ukopĉati elektriĉnu energiju u posebno
provjetravanom dijelu nakon što smo taj prostor pouzdano provjetrili. Poremeti li se reţim
ventilacije, što znaĉi ako se oneĉisti zrak u posebno provjetravanom dijelu, uklapanju
elektriĉne energije prethodi provjetravanje prostora radilišta, a tek se onda ukopĉa dovod
elektriĉne energije posebnom dijelu. Kao dodatna mjera ugraĊuje se i mjerna glava za
detekciju koncentracije metana. Ako se pojavi nedopustiva koncentracija metana, saglasno
rudarskim propisima, mora se isklopiti elektriĉna energija u tom dijelu jame. [4]
4.3.4. Kabelski kontrolnik
Razlikujemo kabelski kontrolnik niskog i kabelski kontrolnik srednjeg napona.
Kabelski kontrolnik niskog napona, po sastavu je sliĉan rasvjetnom kontrolniku jer mu
je i po funkciji jednak, a razlikuje se samo u tome što izolaciju kontroliranog dijela mreţe
nadzire samo u beznaponskom stanju. Izolaciju kabela pod naponom kontrolira mreţni
23
kontrolnik jer je štićeni kabel odvojak elektroenergetske mreţe. Ovaj kontrolnik je prijeko
potreban za zaštitu kabela i napajanje strojeva koji se za vrijeme pogona pomiĉu.
Kabelski kontrolnik srednjeg napona se sastoji od dva osnovna sklopna elementa;
sklop za zemljospoj u samo odreĊenom odvojku mreţe gdje je on nastao, i sklop za kontrolu
kabela i uzemljenja. [4]
24
5. ELEKTRIČNE INSTALACIJE U PODZEMNIM RUDNICIMA
Napajanje rudnika elektriĉnom energijom izvodi se ili preciznije reĉeno mora se
izvoditi u duhu i skladu sa postojećim Pravilnikom o tehniĉkim normativima za elektriĉna
postrojenja ureĊaje i instalacije u rudnicima sa podzemnom eksploatacijom (Sluţbeni list
SFRJ broj 21/88 izmene i dopune
u broju 90/91).
Prema dosadašnjem iskustvu i poznavanju literature i propisa veoma vaţno je osigurati
trajno i sigurno napajanje elektriĉnom energijom rudnika, a posebno one pogone kod kojih
zastoj moţe imati loše posledice za zaposlene radnike – rudare [6], kao što su: glavno
ventilaciono postrojenje, glavna pupmna stanica, ureĊaji za signalizaciju, dojavu i praćenje
gasno ventilacionog stanja u jami, kompresorske stanice, crpne stanice, ventilatori, glavni
sabirni transport po revirima. Mnoge zemlje koje imaju dosta rudnika svojim propisima iz
oblasti rudarstva kategorišu stepen sigurnosti za pojedine pogone, na osnovu kojih se odreĊuje
stepen sigurnosti i maksimalno dopušteno trajanje zastoja u napajanju el. energijom.
Za cjelokupnu rudniĉku potrošnju obiĉno je jedna glavna trafostanica locirana na
najpovoljnijem mjestu s obzirom na potrošnju i nakonfiguraciju elektroenergetske mreţe s
koje se ona napaja. Redovito valja nastojati da osim glavnoga bude i rezervno napajanje
glavnog energetskog ĉvora rudnika. Najpovoljnije je ako je glavna trafostanica ukljuĉena u
prsten elektroenergetskog sistema, jer je tad automatski osigurano dvostrano napajanje. U
protivnome, moraju biti dva voda za dovod energije, i to s dvije odvojene pojne taĉke sa
sigurnim izvorom u elektrodistributivnom sistemu regije.
Prvo sigurno mjesto kojemu treba osigurati pouzdanu opskrbu elektriĉnom energijom
jesu sabirnice glavne trafostanice s koje će se elektriĉna energija razvaĊati na ostale potrošaĉe
u rudniku.
Pri tome se moraju obavezno poznavati i svi elementi mreţe do te taĉke, kako bi se
moglo pristupiti projektiranju i proraĉunu ostalih dijelova mreţe koja će zadovoljavati samo
rudniĉko potrošaĉko podruĉje. Osnovni podaci, a koje mora pruţiti elektrodistributivna
organizacija koja nas opskrbljuje elektriĉnom energijom, jesu radne i induktivne komponente
mreţe do naše glavne trafostanice, i to za stanje poĉetka eksploatacije, ili sadašnje stanje, i
perspektivno stanje, koje otprilike odgovara vijeku amortizacije glavnine naših energetskih
objekata. U velikoj veliĉini primjera ti se perspektivni podaci daju na osnovi globalne
procjene jer je rijeĉ o periodu napajanja od 10 do 15 godina za koji, redovno, nema razraĊenih
planova razvoja. [4]
5.1. Propisi za električne instalacije
Sistemi mreţa i dozvoljeni nazivni naponi (meĊufazni) za elektroenergetsku mreţu u jami su:
1) kod IT sistema:
- za mreţu visokog napona - do 10 000 V;
- za mreţu niskog napona - do 1 000 V;
- za rasvetnu mreţu i signalizaciju - do 250 V;
2) kod TN sistema:
25
- visoki napon - nije dozvoljen;
- za rudnike ugroţene od poţara i metanske jame - samo do 130 V nazivnog napona, i to
samo u sistemu TN-S;
- niski napon - do 130 V za rudnike metala i nemetala ako ne sadrţe zapaljive i
eksplozivne gasove, ali samo sistem TN-S ili TNC/S.
Sistem mreţe TT nije dozvoljen.
U oznaci sistema mreţe TT prvo slovo oznaĉava naĉin uzemljenja zvezdišta transformatora
(I-izolovano, T-direktno uzemljeno), a drugo slovo oznaĉava uzemljenje potrošaĉa (T-direktno
uzemljeno, N-nulovano).
Sistem mreţe TN moţe imati varijante TNS (zaštitni provodnik ZN u celoj mreţi je odvojen
od nultog voda N-5-ţilno nulovanje), TNC (nulti vod i zaštitni provodnik su u jednom provodniku -
ţilno nulovanje) i TNC/S (na delu mreţe bliţe transformatoru primenjen je sistem TNC, a u
pojedinim ograncima TNS - mešovito 4 i 5-ţilno nulovanje).
Za elektriĉnu vuĉu dozvoljen je jednosmerni napon do 660 V.
Za ruĉne prenosne svetiljke i daljinsko upravljanje koje nije stalno poloţeno dozvoljen je
napon do 50 V.
Za stalno poloţeno daljinsko upravljanje moţe se upotrebljavati nazivni napon upravljanog
ureĊaja do 500 V ako ne postoji opasnost od kapacitivnih struja ili struja gubitaka, koje bi mogle
poremetiti ili greškom aktivirati daljinsko upravljanje.
5.2. Ispitivanje i atestiranje
Svi elektriĉni ureĊaji namijenjeni za rad u atmosferi ugroţenoj eksplozivnim smjesama
posebno se ispituju i atestiraju, što je propisima i standardima regulirano. Provode se
ispitivanja:
- tipna,
- pojedinaĉna.
Tipna obavljaju ovlašteni laboratoriji za svaki tip ureĊaja na zahtjev proizvoĊaĉa.
Pojedinaĉna ispitivanja izvodi proizvoĊaĉ prema zahtjevima tipskog atesta na svakom
proizvodu, ili ovlašteni kontrolni organ na uzorku ili svakom proizvodu.
Namjena tipskog ispitivanja jest tipsko atestiranje koje provodi nadleţni organ u svakoj
zemlji, a na osnovi ispitnog protokola, što ĉini dozvolu za proizvodnju, ali ne i za upotrebu.
Tipno ispitivanje, i na osnovi njega provedeno pojedinaĉno ispitivanje (atestiranje),
osnova je za korištenje ureĊaja i ima opće znaĉenje dozvole upotrebe, a formalno i stvarno
znaĉenje ovisi o zemlji na koju se odnosi.
Ukratko, za svaki elektriĉni ureĊaj namijenjen upotrebi u ugroţenom prostoru mora biti:
- (tipni) atest za proizvoĊaĉa
- (pojedinaĉni) atest za korisnika
U nekim zemljama znaĉenje pojedinaĉnog atesta ima natpisna ploĉica, a dozvolu upotrebe
daje posebno nadleţni organ.
26
U SFRJ: (tipne) ateste izdaje S-komisija Saveznog zavoda za standardizaciju, pod
naslovom ATEST;
(pojedinaĉni) atest:
a) za domaće proizvode izdaje proizvoĊaĉ ureĊaja u obliku dokumenta pod naslovom
POJEDINAĈNO ISPITIVANJE;
b) za uvezene, S-komisija Saveznog zavoda za standardizaciju – izdaje dokument pod
naslovom ATEST. [4]
5.3. Atestiranje protueksplozijski zaštićenih ureĎaja
U SFRJ atestiranje je regulirano zakonom o standardizaciji a postupak atestiranja
Naredbom o obaveznom atestiranju i tehniĉkim propisima, dok izvedbu reguliraju JUS-
standardi. Nadleţni organ za atestiranje je Savezni zavod za standardizaciju ili, kraće, SZS,
kojeg je Komisiji za ispitivanje S-ureĊaja (ili S-komisiji) dano u nadleţnost izdavanje atesta
na osnovi ispitivanja ovlaštenog laboratorija Elektrotehniĉkog instituta ››Rade Konĉar‹‹ u
Zagrebu.
Prema tako reguliranoj materiji u osnovi su dva postupka za atestiranje
protueksplozijski zaštićenih elektriĉnih ureĊaja:
a) proizvodi atestirani tipnim atestom S-komisije, kod inozemnih proizvoĊaĉa uz
sporazum S-komisije i proizvoĊaĉa o provedbi pojedinaĉnih ispitivanja;
b) atestiranje odreĊene koliĉine proizvoda inozemnog porijekla, tipno ispitanih i
atestirsanih u zemlji proizvoĊaĉa, na osnovi izdanog struĉnog mišljenja S-komisije
o uvjetima atestiranja i ispitivanja uzorka radi provjere:
- izvedbe suglasno tipnom atestu zemlje proizvoĊaĉa
- usaglašenosti s jugoslovenskim propisima i standardima [4]
27
6. SISTEM VENTILACIJE U RMU KAKANJ
Jame pogona ˝Haljinići˝ Rudnika mrkog uglja ˝Kakanj˝ d.o.o. Kakanj spadaju u metanske
jame.
Na osnovu projektnog zadatka, u rudarskom dijelu projekta uraĊene su ventilacione osnove
jame, data koncepcijska rješenja, odabrana oprema, definisani parametri koji se mjere i kontrolišu,
odreĊena lokacija mjernih mjesta i odreĊeni nivoi signalizacije i iskljuĉenja elektriĉne energije.
Ovim dijelom projekta obraĊuju se elektriĉne instalacije i ureĊaji kojima se obezbjeĊuje
napajanje ureĊaja i sistema elektriĉnom energijom na površini zemlje i u jami, mjerenjem gasnih i
ventilacionih parametara, prezentacija izmjerenih veliĉina u dispeĉerskom centru i u jami, te
automatsko selektivno iskljuĉenje el.energije u ugroţenom dijelu jame kod prekoraĉenja
dozvoljenih koncentracija metana u jamskom zraku.
Rudarskim dijelom projekta usvojena je centrala za nadzor fizikalnih i tehnoloških veliĉina u
rudnicima sa podzemnom eksplatacijom tip digiTRANS 2100 proizvodnje TEVEL TEVE ˝Varnost
elektronika˝.
Navedena centrala otkriva pojavu opasnih koncentracija eksplozivnih i ostalih gasova,
povećanje temperature, smanjenje protoka zraka i koncentracije kisika, što moţe imati negativne
posljedice po sigurnost na radu, liĉnu i kolektivnu, kao i ukupno poslovanje rudnika. [12]
Slika 4. Shematski prikaz ventilacionog postrojenja „Haljinići“
Sistem za nadzor digiTRANS 2100 obezbjeĊuje sljedeća mjerenja:
1. procentualni sadrţaj metana u jamskom zraku;
2. procentualni sadrţaj kisika u jamskom zraku;
3. procentualni sadraţaj ugljen monoksida u zraku;
4. procentualni sadrţaj ugljen dioksida u jamskom zraku;
5. brzinu zračne struje u profilu jamske prostorije;
6. vlažnost jamskog zraka;
28
7. temperatura jamskog zraka;
8. depresiju glavnih ventilacionih postrojenja.
Kontrola navedenih parametara će se vršiti kontinualno, a sva odstupanja od dozvoljenih
veliĉina se signaliziraju, a u sluĉaju pojave nedozvoljenih koncentracija metana, predviĊa se
automatsko iskljuĉenje el. energije. Pored navedenog mjerenja putem sistema digiTRANS 2100, u
jamama pogona ˝Haljinići˝ se primjenjuju kontrolnici ventilacije, koji u sluĉaju poremećaja u
separatnom ventilisanju rudarskih prostorija, obezbjeĊuju isklop elektriĉne energije u svakoj
separatno provjetravanoj prostoriji. Centrala digiTRANS 2100 nije izvedena u protiveksplozijskoj
zaštiti, tako da mora biti smještena u ulaznoj zraĉnoj struji, odnosno u I stepenu opasnosti od
metana. Prilikom pojave nedozvoljenih koncentracija metana u ulaznoj zraĉnoj struji mora se
automatski iskljuĉiti i centrala koja u svome sastavu ima i rezervno napajanje, tako da mjerenje
gasnih parametara ostaje u funkciji pošto su oni u protiveksplozijskoj zaštiti Ex ia I. Prilikom
rješavanja konkretnih pitanja realizacije mjerno nadzornog sistema za kontrolu gasnih parametara u
jamama pogona ˝Haljinići˝ odreĊene poteškoće predstavljaju zahtjevi Pravilnika o tehniĉkim
normativima za elektriĉna postrojenja, ureĊaje i elektriĉne instalacije u rudnicima sa podzemnom
eksplotacijom (Sl.list SFRJ br.21/88).
Ĉlanom 294. navedenog pravilnika zahtijeva se da samosigurni ureĊaji kategorije ˝ia˝
moraju imati samosigurni izvor napajanja koji je prikljuĉen na mreţu sistema IT, sa trajnom
kontrolom izolacije i brzodjelujućom zemljospojnom zaštitom prema ĉlanu 37. Pravilnika (Sl.list
SFRJ br.21/88).
PredviĊena centrala ima sopstveno rezervno napajanje a svi davaĉi gasnih parametara
napajaju se iz samosigurnog izvora napajanja NSB-234-ia i kontrolnih veznih ĉlanova KLV-XXX-
PEx.
U normalnom pogonu digiTRANS 2100 napaja sa elektriĉnom energijom napona 220 V iz
postojeće rasvjetne stanice (transformator 500/220 V) u jami ĉiji su izlazi zaštićeni od indirektnog
dodira sa sistemom IT.
Veza sa ureĊajima za iskljuĉenje energetske mreţe ostvaruje se preko releja K1,K2,...,K17
ĉiji su izlazni kontakti 250 V; 8 A i snaga zavojnice 100 VA.
Sa naponskog izvora za upravljanje u jami 24 V ili 42 V ili 220 V uz korištenje ˝veznog
ĉlana˝ preko kontakta navedenih releja vrši se iskljuĉenje napajanja elektriĉnom energijom u
prostorijama II stepena. Za iskljuĉenje energije u I stepenu opasnosti nije potrebno ugraĊivati ˝vezni
ĉlan˝. U našem sluĉaju prijenos podataka izmeĊu centrale digiTRANS 2100, koja je smještena u
jami, i dispeĉerskog centra na površini ostvaruje se kablom PP/Jz, 4x1,5/1,5 mm2, ali navedena
instalacija i oprema u dispeĉerskom centru nije samosigurnoj izvedbi Ex ia I, tako da proizilazi
obavezno iskljuĉenje i prijenosa podataka iz jame u DC kod prekoraĉenja dozvoljene koncentracija
metana u ulaznoj zraĉnoj struji od 0,5 % CH4. Kod prekida separatnog provjetravanja ili
nedovoljnog separatnog provjetravanja mora se iskljuĉiti napon elektriĉne instalacije u separatno
provjetranom dijelu, prema ĉlanu br. 300 Pravilnika (sl.list SFRJ br.21/88). Ponovni uklop napona
moţe nastupiti neposredno nakon uspostavljanja separatnog provjetravanja samo ako je prekid bio
dovoljno kratak da se nije mogla poremetiti provjetrenost separatno provjetravanog dijela.[12]
29
Prije stavljanja pod napon elektriĉnih instalacija i ureĊaja mora se utvrditi:
da li je separatno provjetravani dio provjetren;
da li koncentracija metana ne prelazi dozvoljenu granicu;
da li elektriĉna instalacija odgovara s obzirom na otpor izolacije prema ĉlanu 29 Pravilnika
(sl.list SFRJ br.21/88);
da li su kablovi koji se u pogonu pomiĉu neoštećeni.
Prema ĉlanu 301 prethodno navedenog pravilnika u sluĉaju ugraĊenog kontrolnika
separatnog provjetravanja, elektriĉna energija se automatski uklapa ako je davaĉem metana
utvrĊena manja vrijednost od maksimalno dozvoljene koncentracije metana u separatno
provjetravanom dijelu rudnika.
Prilikom narednih projektovanja separatnih prostorija u rudarskom dijelu, obavezno
provjeriti kod duţih prostorija za koje će se vrijeme kompletna prostorija provjeriti, pošto je
vremensko zatezanje na kontrolniku provjetravajnja maksimalo 10 minuta. U takvim sluĉajevima
potrebno bi bilo postaviti veći broj davaĉa koncentracije metana ili eliminisati na kontrolniku
provjetravanja ponovni automatski uklop elektriĉne energije dok se ruĉnim mjerenjima ne provjeri
gasno stanje.
U rudarskom dijelu projekta obraĊene su osnovne mjere zaštite i postupkci u sluĉajevima
automatskog selektivnog iskljuĉenja.
Prema projektnom zadatku u ovome dijelu projekta će se obraditi nadzorni sistem za
kontrolu gasnih parametara uz usvojenu opremu TEVEL TEVE ˝Varnost elektronika˝.
Prilikom izrade ˝DRP Mjerno nadzornog sistema za kontrolu gasnih i ventilacionih parametara u
jamama pogona ˝Haljinići˝ RMU ˝Kakanj˝ d.o.o. Kakanj˝, korišteni su slijedeći zakoni i pravilnici:
- Zakon o rudarstvu ("Sl. list R BiH", br. 24/93 i 13/94)
- Pravilnik o sadrţini dugoroĉnih programa i rudarskih projekata ("Sl. list SFRJ", br. 28/79)
- Pravilnik o tehniĉkim normativima za elektriĉna postrojenja, ureĊaje i instalacije u
rudnicima sa podzemnom eksploatacijom ("Sl. list SFRJ", br. 21/88) i Izmjene i dopune
navedenog pravilnika ("Sl. list SFRJ", br. 90/91)
- Pravilnik o tehniĉkim normativima za podzemnu eksploataciju uglja("Sl. list SFRJ", br.
4/89)
- Ostali vaţeći propisi, standardi i normativi iz oblasti rudarstva i elektrotehnike [12]
6.1. Tehnički opis
Mjerno nadzorni sistem za kontrolu gasnih parametara, proizvoĊaĉa TEVEL TEVE
˝Varnost elektronika˝, obuhvata mjerenje i registraciju prisutnosti metana, ugljenmonoksida,
ugljendioksida, kisika, vlaţnosti jamskog zraka, depresije glavnih ventilacionih postrojenja, brzine
zraĉne struje i temperature.
Sistem se sastoji od :
30
1. Jamskog dijela, koji ĉine:
- 103 mjerna senzora MPS-XX-NG i TX 6363;
- 9 centrala digiTRANS 2100, i 2 pojaĉala za komunikacioni vod;
- 21 napajaĉ sa UPS;
- 9 alarmnih truba;
- kontrolna kola za razdvajanje.
- mjerni davaĉi, jamska stanica Digitrans 2100, rezervno napajanje (UPS) za Digitrans
2100;
2. Nadzemnog dijela – dispeĉerski centar, koji ĉine:
- prijemna grafiĉka stanica;
- 1 x raĉunar;
- 3x LCD ekran 26'';
- 1x LCD ekran 47'';
- printer;
- barijera sa adapterom za komunikacioni vod;
3. Nadzemni dio – kancelarija:
- 1x raĉunar;
- 1x LCD ekran 26'';
- printer
Izgled sistema je prikazan na sljedećoj slici:
Slika 5. Mjerno nadzorni sistem za kontrolu gasnih parametara
31
Opis konfiguracije i oznaka ureĎaja
MPS - XX - X . XX .X
A
B
C
D
Slika 6. Simboliĉki prikaz konfiguracije ureĊaja
A (Izbor tipa gasa ili fiziĉkog parametra)
01 – metan [CH4] (0 – 5%)
02 - protok zraka [v] (0 – 20m/s)
03 – temperatura [T] (-20ºC ÷ +60 ºC)
05 – kisik [O2] (0 ÷ 30%)
06 – ugljen monoksid [CO] (0 ÷ 1000ppm)
07 – relativna vlaţnost [RH] (0 ÷ 100%)
10 – diferencijalni pritisak zraka [dp] (Raspon definiše korisnik)
B (Izbor tipa izlaznog signala)
1 – Analogna izlazna struja (0,2mA ÷ 1mA)
2 – Analogna izlazna struja (4mA ÷ 20mA)
3 – Analogna izlazna frekfencija (5Hz ÷ 15Hz)
4 – Analogni izlazni napon (1V ÷ 5V)
5 – Serijski izlaz (RS485)
6 – Serijski izlaz (CAN))
C (Izbor tipa digitalnog I/O)
00 – bez digitalnog I/O
01 - 2x relejna izlaza
10 - 2x digitalni ulazi
11 - 2x relejni izlazi i 2x digitalni ulaz
D (Izbor tipa spajanja ureĊaja)
1 – Kabelska uvodnica
2 – Kabelski konektor
Svi tipovi mjerno-kontrolnih jedinica MPS-XX imaju isti tip osnovnog kućišta,
razlikuju se samo po razliĉitom kućištu senzora. Dio za napajanje i dio s mikroprocesorom su
32
isti na svim tipovima ureĊaja, samo se senzor i prilagodbeno kolo senzora razlikuju prema
tipu MPS-XX.
Svi se napajaju iz certifikovano samosigurne jedinice za napajanje sa nominalnom
vrijednošću ulaznog napona od 9 – 16V (DC).
6.2. Povezivanje jedinice za napajanje
MPS-XX se moţe napajati samo iz certifikovanog samosigurnog izvora napajanja tipa ia.
Nominalne vrijednosti napona za sve tipove MPS-XX je izmeĊu 9V (DC) i 16V (DC). Ţice jedinice
za napajanje su spojene preko trubaste kabelske uvodnice ili konektora na prikljuĉcima 5
(polarizacija +) i 6 (polarizacija -)
Konfiguracija spojeva napajanja je prikazana na slici 7.
-
+9 - 16V(DC)
Connecting
terminals
Powered from intrinsic
safe power supply (ia)!
Slika 7. Spojevi ţica napajanja na prikljuĉnim terminalima MPS-XX
33
6.3. Komunikacija i spojevi izlaznih signala
UreĊaj MPS-XX ima tri razliĉita signalna izlaza (I, U, f izlazni signali – izbor
investitora) koji su spojeni na izlazni terminal 7 (polarizacija -) i terminal 8 (polarizacija +).
Konfiguracija spomenutih terminalskih spojeva je prikazana na slici 8.
Output signals:
Iout = 4...20mA
Uout = 0...5V
fout = 5...15Hz
Connecting
terminals
+-
Slika 8. Konfiguracija spojeva ţica za komunikaciju i signalne izlaze
34
Slika 9. Mjerno kontrolna
jedinica MPS-XX-NG
6.4. Uopćeno o MPS-XX-NG
Mjerno kontrolna jedinica MPS-XX-NG je elektriĉni ureĊaj dizajniran za primjenu u
podzemnom rudarstvu (grupa I), prema standardima EN 60079-0:2006, EN 60079-11:2007 i EN
50303:2000.
Moţe vršiti mjerenja i prikaz trenutnih vrijednosti parametara na GLCD (Graphical LCD
Library). MPS-XX jedinica je dizajnirana u 7 razliĉitih tipova za mjerenje razliĉitih parametara kao:
Koncentracija eksplozivnih gasova (CH4)
Protok zraka (v)
Temperatura (T)
Koncentracija kisika (O2)
Koncentracija otrovnih gasova (CO)
Relativna vlaţnost (0 – 100%RH)
Diferencijalni pritisak (dp)
UreĊaj je certificiran prema zaštiti samosigurnosti
˝Ex i, kategorija I M1 Ex ia I˝. Prema tome, naprava smije
djelovati ĉak i ako koncentracija eksplozivnog gasa metana
(CH4) premaši dozvoljenu vrijednost.
Velik i pregledan GLCD displej je namješten na
poklopcu kućišta za oĉitavanje vrijednosti izmjerenih
parametara i podešavanja parametara. Tu su i tri mekane
tipke za izbor i pokretanje razliĉitih funkcija tokom rada.
PrilagoĊene vrijednosti se mogu zaštititi od
neovlaštenog mijenjanja pomoću ĉetverocifrenog koda.
UreĊaj moţe izvoditi i alarmiranje u sluĉaju da
parametar premaši dozvoljenu granicu, a dva nivoa
alarmiranja su oznaĉena sa ţutom LED diodom
(ALARM_1) i crvenom LED diodom (ALARM_2).
Dva izlazna releja montirana izvan ureĊaja se
takoĊer mogu koristiti za vanjsko alarmiranje sa dodatnom
alarmnom trubom ili signalnim svjetlom.
Na vanjskim prikljuĉcima je moguć jedan od tri razliĉita
standardna izlazna signala.
UreĊaj se moţe koristiti samostalno ili se moţe spojiti na veći kontrolni sistem, gdje se CAN
ili RS 485 komunikacija moţe koristiti za prijenos podataka. UreĊaj se moţe napajati iz
certifikovanog samosigurnog izvora napajanja.
Jednica za napajanje, izlazni signali, podatkovna komunikacija i rele-izlazi su spojeni unutar
ureĊaja kablom sa do 14 ţica kroz trubastu kablovsku uvodnicu ili konektor (opcija).
35
Prednost gore spomenutog konektora kao elementa za spajanje je u jednostavnosti spajanja
naprave bez otvaranja kućišta. Tokom operacije se ureĊaj montira – namjesti pomoću kuke koja je
takoĊer namještena na kućištu.
6.4.1. Opis rada
Svi tipovi mjerno-kontrolnih jedinica MPS-XX imaju isti tip osnovnog kućišta, razlikuju se
samo po razliĉitom kućištu senzora. Dio za napajanje i dio s mikroprocesorom su isti na svim
tipovima ureĊaja, samo se senzor i prilagodbeno kolo senzora razlikuju prema tipu MPS-XX.
Svi se napajaju iz certifikovano samosigurne jedinice za napajanje sa nominalnom
vrijednošću ulaznog napona od 9 – 16V (DC).
Mjerno-kontrolna jedinica MPS-XX moţe raditi u dva razliĉita naĉina tokom djelovanja:
STATUSNI NAČIN – Neprekidno oĉitavanje vrijednosti sa senzora i prikazivanje
izmjerene vrijednosti na GLCD;
KONFIGURACIJSKI NAČIN – Podešavanje osnovnih parametara, naĉina rada i
simulacije.
A1 A2
ADC:7f3dT:21.9°
A1: 100 A2: 170
P: 0990.5mB
0 ppm
CO
CONCENTRATION
VALUE
TEMPERATURE
ADC DATA
STATUS LINE
ALARM
LIMIT VALUE
BAROMETRIC
PRESSURE
MPS-09-NG % vol
A1 A2
MPS-09-NG
Ponovi kalibracijo
KalibracijaT 1 : 00000
KalibracijaT 2 : 00000
Nastavi A 1 : 100
Nastavi A 2 : 170
Prvotne nastavitve
Shrani
IzhodCURSOR
PROGRAM
MENU
*
ALARM
STATUS LED
SHIFT KEY
»UP«
SHIFT KEY
»DOWN«
KEY
»ENTER« and »QUIT«
% vol
Slika 10. Izgled konfiguracijskog i statusnog naĉina
Sva spomenuta podešavanja i naĉini se mogu izabrati pomoću tri mekane tipke koje su
namještene ispod GLCD displeja. Prednji panel u oba naĉina djelovanja je prikazan na slici 10.
Tokom naĉina mjerenja samo tipka M (menu) se aktivira, da bi se zabiljeţili neobiĉni
dogaĊaji (kratkotrajan pritisak tipke) ili izbor konfiguracijskog naĉina djelovanja (dugotrajniji
36
pritisak tipke). Izabrani parametri se mogu promijeniti tokom rada ureĊaja u konfiguracijskom
naĉinu, i trajno se snimaju do sljedeće promjene parametara.
U konfiguracijskom naĉinu su sve tri tipke aktivirane za izvoĊenje pojedinaĉnih funkcija ili
podešavanje odgovarajućih vrijednosti kao što su PIN kod (razliĉit za svaki ureĊaj) ili
UNIVERSAL kod (isti za sve ureĊaje)
Stanje oba digitalna ulaza se prikazuje na GLCD, a oznaĉeni su sa Q1 i Q2.
Pored izvoĊenja mjerenja parametara, ureĊaj takoĊer nadzire izmjerene vrijednosti i
informiše korisnika u sluĉaju neobiĉnih dogaĊaja. Izmjerene vrijednosti se usporeĊuju sa dvije
alarmne vrijednosti koje su unaprijed definisane. Oba alarmna uslova se takoĊer vide na strujnim,
naponskim, frekventnim i relejskim izlazima.
ALR1 – Prva alarmna vrijednost (ALARM_1)
ALR2 – Druga alarmna vrijednost (ALARM_2)
U sluĉaju neobiĉnih dogaĊaja, sljedeće informacije se prikazuju u statusnom redu:
Premašena granica parametra
Greška tokom mjerenja
Kvar u djelovanju ureĊaja
Svi neobiĉni dogaĊaji ostaju aktivni na GLCD u pulsirajućem naĉinu (statusni red) dok ih
korisnik ne primi na znanje (kratkotrajni pritisak tipke M). Ako neobiĉni dogaĊaji nisu više prisutni
nakon što ih je korisnik potvrdio, ne prikazuju se više.[12]
6.5. Davač ugljendioksida tip TX 6363
Stacionarni CO2 detektor INFRARED GAS SENSOR/TRANSMITTER tip TX6363.01
odgovara zahtjevima za elektriĉne ureĊaje grupe I. UreĊaj konstantno-neprekidno mjeri CO2 u
jamskom zraku.
Mjerenje se vrši po IR principu. Podruĉje mjerenja je 0-5% CO2 u zraku. Protiveksploziona
zaštita je I M1 Eex ia I.
Mjerno pretvaraĉka jedinica je smještena u plastiĉno kućište, koje omogućava upotrebu tri
razliĉita uvoda za kabl. Mjerna glava sa konektorom je postavljena na donjem dijelu plastiĉnog
kućišta mjerno pretvaraĉkog dijela. Na prednjoj strani kućišta se nalazi LCD zaslon, na kome su
prikazane vrijednosti koje registruje senzor. [12]
37
Slika 11. Davač ugljendioksida tip TX 6363
6.6. Jamska stanica digiTRANS 2100
Osnovna namjena jamske stanice digiTRANS 2100 je napajanje mjernih davaĉa i prijem
podataka iz njih, obrada izmjerenih veliĉina, interno prikazivanje i posredovanje za prijenos u
dispeĉerski centar.
Glavni sastavni dijelovi su:
4. centrala digiTRANS 2100;
5. samosigurni napajaĉ NSB-230-ia;
6. alarmna sirena AH-1-Pex.
Slika 12. Jamska stanica digiTRANS 2100
38
Tehniĉki parametri jamske stanice digiTRANS 2100:
- tip: digiTRANS 2100,
- prikljuĉna snaga: 300 VA,
- napon napajanja: 230 V, 50 Hz;
- mehaniĉka zaštita: IP 54;
- teţina: 170 kg.
U jamama pogona ''Haljinići'', RMU ''Kakanj'' d.o.o. Kakanj, će se instalirati 9 (devet)
stanica tipa digiTRANS 2100, koje će meĊusobno komunicirati RS 485 komunikacionim vodom
(modbus RTU protokol).
Zbog velikih duţina pojedinih dionica sistema, koristiće se pojaĉivaĉ za komunikacioni vod
(maksimalna duţina dionice bez upotrebe pojaĉivaĉa je 1000 m). Jedna od stanica digiTRANS 2100
sadrţava razdjelnik, koji dijeli komunikacioni vod na tri linije).
Prijenos podataka do SCADA sistema se odvija brzinom od 9600 kBaud-ova (postoji
mogućnost povećanja brzine), što omogućava ''osvjeţavanje'' podataka svakih 4-5 sekundi.
Napajanje elektriĉnom energijom jamske stanice digiTRANS 2100 preko UPS digiTRANS
2100 je praktiĉno neprekidno sa galvanskim razdvajanjem, a osnovni izvor napajanja je rasvjetna
stanica 500/220 V koja je u IT sistemu NN mreţe s izoliranom nultom taĉkom elektroenergetskog
transformatora. Prednosti ovakvih izoliranih sistema, uz brzi isklop prvog zemljospoja, jesu da su
struje ograniĉene kapacitativne struje mreţe, a koje su mnogo manje od 1 (A).
U IT sistemima moguća je primjena samosigurnosnih barijera sa galvanskim odvajanjem, a
iz funkcionalnih razloga po zahtjevu isporuĉioca opreme, plašteve kablova PP/Jz 4x1,5/1,5 mm2
potrebno je uzemljiti samo na jednom mjestu i to u jamskoj stanici digiTRANS 2100 koja je
smještena u neugroţenom prostoru. Pošto su primjenjene sigurnosne barijere sa galvanskim
razdvajanjem, nema potrebe za izjednjaĉavanjem potencijala (Literatura br.8.4. poglavlja br.11.10 i
11.14). Jamska stanica digiTRANS 2100 je pridruţeni samosigurni ureĊaj, sadrţi samosigurne i
nesamosigurne krugove a takoĊe i izvor napajanja (UPS digiTRANS 2100) koji se napaja iz
elektroenergetske mreţe. Zbog toga je ona smještena u neugroţenom dijelu jame, a samo
samosigurni strujni krugovi se uvode u ugroţeni prostor.
Galvansko povezivanje i izjednaĉavanje potencijala izmeĊu rasvjetne stanice 500/220 V i
jamske trafostanice ostvaruje se preko opleta napojnog kabla i treće ţile kabla EpN 53 3x2,5/2,5
mm2.[12]
6.6.1. Centrala digiTRANS 2100
Centrala digiTRANS 2100 je ugraĊena u kućište namijenjeno srednje teškim uslovima rada,
dimenzija 600x350x165 mm. Na prednjoj strani se nalaze vrata sa staklom, što omogućava praćenje
stanja prikljuĉenih senzora. Broj mjernih mjesta zavisi od namjene senzora. Terminalne module, na
koje prikljuĉujemo senzore je dovoljno napajati iz jednog napajaĉa. Centrala se napaja iz dva
napajaĉa, koji su unutar centrale potpuno galvanski odvojeni.[12]
39
Slika 13.
6.6.2. Samosigurni napajač tip NSB-234-ia
Napajanje tipa NSB-xxx-ia je namijenjeno za upotrebu u rudarstvu. Pretvara naizmjeniĉni
napon napajanja u stabilizovan i regulisan samosiguran izvor
napajanja za senzore i elektronske kontrolne naprave. U sluĉaju
prekida napajanja, tu je automatsko baterijsko rezervno napajanje,
koje omogućava 4 sati napajanja sistema.
Jedinica za napajanje se sastoji od tri kućišta, koja su
meĊusobno spojena dvjema kablovskim uvodnicama. Prvo kućište je
u skladu sa EN 60079-7:2007 za povećanu sigurnost i sluţi za glavne
elektriĉne vodove. Drugo kućište je u skladu s EN 60079-1:2007 za ''neprodorni oklop'' kućište i u
njemu je smještena elektronika napajanja. Treće kućište je namijenjeno samosigurnim
spojevima.[12]
6.6.3. Alarmna sirena tipa AH-PEx
Alarmna sirena tipa AH-PEx je namijenjena za akustiĉku signalizaciju alarmnih stanja ili
dogaĊaja. Robusno dizajnirano kućište dopušta mogućnost upotrebe u najzahtjevnijim uslovima
rada u vanjskoj industriji (II) kao i u podzemnim rudnicima (I).
Napajanje alarmne sirene se osigurava preko provodnika 3x1,5mm2 koji prikljuĉimo preko
kablovske uvodnice M20x1,5 na prikljuĉne spojke, koje se nalaze u unutrašnjosti kućišta. Rudniĉke
verzije alarmne sirene imaju na kućište priĉvršćenu kablovsku uvodnicu M25x1,5. Sklop za
napajanje sirene napaja generator impulsa koji se pomoću piezo kristala pretvaraju u snaţan zvuĉni
signal snage 100dB. Pri tome moţemo birati izmjenu dva razliĉita tona i to isprekidanim i
neprekidnim zvuĉnim signalom.
Napajanje alarmne sirene AH-1-PEx mora biti izvedeno iz atestiranog samosigurnog izvora
napajanja kategorije ia, ĉije elektriĉne vrijednosti ne smiju preći sljedeće vrijednosti (u rudarstvu):
WP
mAI
VU
i
i
i
09,3
05,117
40,26
6.7. Kontrolno kolo za odvajanje KLV-XXX-Pex
Kontrolno kolo za odvajanje KLV-XXX-PEx je dizajnirano za prijenos i galvansko
odvajanje kontrolnih signala iz samosigurnog u nesamosigurno elektriĉno kolo. Zahvaljujući
robusnom dizajnu, moţe se koristiti u aplikacijama podzemnih rudnika.
Rad KLV-XXX-PEx se temelji na principu izvoĊenja mjerenja napona linije na
samosigurnoj strani sprave i istovremeno upravljanje releja na nesamosigurnoj strani. Na
samosigurni ulaz sprave moţemo prikljuĉiti:
- START/STOP tipku
- ON/OFF prekidaĉ
- Induktivni senzor (NAMUR)
40
- Termostat
Ĉitav rad sprave upravlja mikrokontroler, ĉiji je zadatak izvoĊenje A/D pretvaranje ulaznog
napona linije i poreĊenje rezultata sa već unaprijed odreĊenim granicama. Na osnovu dobijenih
rezultata, mikrokontroler istovremeno upravlja dva releja, ĉiji izlazi se nalaze na nesamosigurnoj
strani.
Na poklopcu sprave su ugraĊena tri svjetlosna senzora, ĉiji je zadatak signalizacija sljedećih
stanja:
- ZELENA led dioda (Prisustvo napajanja);
- ŢUTA led dioda (Aktivno stanje releja);
- CRVENA led dioda (Greška na liniji);
Pri pokretanju ureĊaja (prikljuĉenje napajanja) mikrokontroler najprije ukljuĉi ZELENU led
diodu. Nakon toga slijedi izvršavanje A/D pretvaranja napona na samosigurnoj liniji i poreĊenje
izmjerene vrijednosti sa već u naprijed odreĊenim granicama.
Na osnovu rezultata poreĊenja obje vrijednosti, mikrokotrolner upravlja oba releja, pri ĉemu
se aktivno stanje releja signalizira ŢUTOM led diodom. U sluĉaju prekidanja linije, ukljuĉi se
CRVENA led dioda koja trepće s konstantnom frekvencijom 1Hz, a ako se na liniji uspostavi stanje
kratkog spoja, CRVENA led dioda gori neprekidno.
Nakon montaţe ureĊaja na Ex e ili Ex d tip prikljuĉnog ormarića, potrebno je osigurati
dodatnu mehaniĉku zaštitu preko ureĊaja KLV-XXX-PEx. [12]
Ex e
Priklju ni ormari
čć
KLV
-XX
X-P
Ex
M2
M1
Dodatnamehani
štitačka
za
Ex e
Priklju ni ormarič ć
KLV
-XX
X-P
Ex
M2
M1
Dodatnamehani
štitačka
za
Ex d
Varijanta A Varijanta B
Slika 14. Shema kola
6.8. Kablovska veza za prijenos informacija
Kablovska veza za prijenos informacija mjerno nadzornog sistema za kontrolu gasnih
parametara u jamama pogona ˝Haljinići˝ RMU ˝Kakanj˝ d.o.o. Kakanj, sastoji se od
samosigurnih kablova svijetlo plave boje tip PP/jz (4x1,5/1,5 mm2) koji je poloţen od
dispeĉerskog centa na površini do jamskih stanica digiTRANS 2100 u jami, i od jamskih
stanica digiTRANS 2100 do mjernih davaĉa gasnih parametara. Navedeni kabl, po svojoj
konstrukciji ispunjava traţene zahtjeve za upotrebu u metanskim jamama, na osnovu
41
pravilnika o tehniĉkim normativima za el.postrojenja, ureĊaje i instalacije u rudnicima sa
podzemnom eksplotacijom.
Uslovi koji su vezani za polaganje kabla su vrlo vaţni za sigurnost ljudi i ispravnost
rada ureĊaja, a to su:
1. kablovi za prijenos informacija se moraju voditi kroz jamu suprotnom stranom od
energetskih kablova,
2. ukrštanje sa energetskim kablovima treba izvršiti pod pravim uglom,
3. kablove u jami treba polagati na nosaĉe koji moraju biti postavljeni na rastojanje od 2
– 3 m,
4. u prostorijama sa nagibom izvršiti mehniĉko rasterećenje kabla svakih 6 metara
pomoću kablovskih stezaljki,
5. kablovi moraju biti poloţeni tako da ne moţe doći do:
a) torzionog savijanja i ĉvora osmice, zbog ĉega ih treba odmotavati i namotavati
tako da se kabl savija samo odgovarajućim kablovskim stezanjima,
b) pritiskanje kabla koje bi mu deformisalo presjek, radi ĉega mora biti slobodno
poloţen ili uĉvršćen samo odgovarajućim kablovskim stezaljkama,
c) oštećenja od transportnog pogona, pa zbog toga ako kablovi prelaze iznad
transportnih sredstava, moraju se preduzeti dopunske zaštite mjere protiv padanja
kabla.
- kablovi moraju biti poloţeni tako da su po cijeloj duţini u svako vrijeme pristupaĉni
radi nadzora. Od ovoga se moţe odstupiti ako im je potrebna posebna mehaniĉka
zaštita, i to u sljedećim sluĉajevima:
a) ako su u pitanju kablovi i vodovi do 10 metara duţine,
b) pri polasku kablova i vodova kroz bušotinu u stijeni i u ostalim specifiĉnim
sluĉajevima uz odobrenje rudarskog organa,
- u sluĉaju stalno poloţenih kablova isti se moraju priĉvrstiti u razmaku od najmanje 6
metara i to tako da je kod više paralelnih kablova razmak meĊu njima jednak najmanje
preĉniku susjednog debljeg kabla.
6. Kablovi se smiju okaĉiti ili priĉvrstiti samo na mjesta gdje se ne mogu oštetiti ni
deformisati.
7. Kablovi u bušotinama kroz stijene, zidove i sl. ne smiju biti zazidani, već slobodno poloţeni.
Pri uvoĊenju kabla u komore prolazni otvori moraju biti zaptiveni pomoću gline, pijeska ili
drugog nezapaljivog materijala. Pri sprovoĊenju kabla kroz vodna vrata, otvori mogu biti
radi nepropusnosti zaptiveni glinom,
8. Kablove u dispeĉerskom centru u podu, voditi kroz limene kablovske kanale. Navedeni
naĉin osigurava kablove od mehaniĉkog oštećenja i zadovoljava tehniĉke uslove,
9. Kablovi samosigurne mreţe moraju biti svjetlo plave boje, a isti se moraju voditi odvojeno
od kablova energetske mreţe, a kod spajanja u istim razvodima i kućištima treba voditi
raĉuna o samosigurnim rastojanjima kako to zahtjevaju uslovi standarda JUS N.S8.321
42
10. Nastavljanje kabla u jami vršiti pomoću odgovarajućih spojnica, a spajanje pojedinih ţila
lemljenjem. Grananje kabla izvesti korištenjem razvodnih kutija izvedbe ˝povećana
sigurnost˝ sa odgovarajućim brojem stezaljki,
11. UvoĊenje kabla u pojedina kućišta izvesti sa odgovarajućim brtvljenjem i mehaniĉkim
stezanjem na uvodnicama.
Isporuĉilac opreme sistema za kontrolu gasnih parametara u jami dao je sa proizvoĊaĉima
opreme kriterijume za izbor kabl.
Zavod za standardizaciju BiH – Ex komisija, izdala je certifikate o usklaĊenosti
protiveksplozijske zaštite elemenata sistema za kontrolu gasnih parametara, definisala je graniĉne
vrijednosti parametara kablovske mreţe instalirane u sklopu datog sistema. Kontrola ovih
kriterijuma je data u narednom poglavlju.[12]
6.9. Instalacija samosigurnih sistema
Samosigurni sistem moţe se podijeliti na tri osnovna dijela:
1. UreĎaji montirani u neugroţenom prostoru koji sluţe za meĎusobno povezivanje
nesamosigurne opreme i samog samosigurnog sistema.
U našem sluĉaju ta oprema je smještena u jamskoj trafostanici: digiTRANS 2100 sa UPS –
om za glavno i rezervno napajanje, samosigurnim izvorom za napajanje NSB-234-ia i kontrolnim
kolom za odvajanje KLV-XXX-PEx.
Jamska stanica digiTRANS 2100 smještena je u I stepenu opasnosti (dozvoljena
koncentracija metana do 0,5 %) i nije u protiveksplozijskoj izvedbi nego posjeduje samo mehaniĉku
zaštitu IP 54.
TakoĊer, oprema u DC, ukljuĉujući i instalaciju prijenosa informacija od jamske stanice
digiTRANS 2100 do DC preko kabla PP/Jz 4x1,5/1,5 mm2, nije u protiveksplozijskoj izvedbi.
Na osnovu naprijed navedenog u sluĉaju prekoraĉenja maksimalno dozvoljene koncentracije
metana u ulaznoj zraĉnoj struji od 0,5 % CH4 mora se obavezno iskljuĉiti napajanje el.energijom
kompletne jame, a takoĊer i rezervna napajanja jamske stanice digiTRANS 2100 i opreme DC.
Pošto proizvoĊaĉ nije dao mogućnost automatskog iskljuĉenja napajanja el.energijom
kompletne jame i prijenosa informacija iz jame u DC, navedene operacije moraju se vršiti ruĉnim
naĉinom, nakon alarma u dispeĉerskom centru.
Za ovaj dogaĊaj, za koji je mala vjerovatnoća da će se desiti, obavezno je uraditi dodatno
upustvo za rukovanje od strane odgovornih lica na pogonu ˝Haljinići˝, RMU ˝Kakanj˝ d.o.o.
Kakanj.
Samosigurni ureĊaji sadrţe jedino samosigurne krugove, a pridruţeni ureĊaji i
nesamosigurne i samosigurne krugove i to posebno ako sadrţe i izvore napajanja koji se napajaju iz
elektroenergetske mreţe. U našem sluĉaju jamska stanica digiTRANS 2100 ne smije ugroţavati
eksplozivnu atmosferu, a to znaĉi da je smještena izvan ugroţenog prostora, a samo samosigurni
strujni krugovi se uvode u ugroţeni prostor.
43
Samosigurni izvor za napajanje NSB-234-ia smješten je u jamskoj stanici digiTRANS 2100
i u ovome ureĊaju je samo strujni krug koji odlazi od njega samosiguran i zbog toga je oznaka
njegove protiveksplozijske zaštite: Exem ia , te je namijenjen za ugradnju u neugroţenom
prostoru.
2. Kablovi, priključne kutije izmeĎu ureĎaja u neugroţenom prostoru i opreme u
ugroţenom prostoru.
Jedan od temeljnih zahtjeva za svaki samosigurni sistem je da se izbjegne meĊusobni utjecaj
jednog samosigurnog kruga na drugi ili utjecaj nesamosigurnog kruga na samosigurni.
Ako se samosigurni strujni krugovi do mjernih davaĉa vode višeţilnim kablovima,
napominjemo da se kroz taj kabl moraju prenositi samo samosigurni krugovi. Izolacija vodiĉa u
kablu mora odgovarati ispitnom naponu najmanje za 500 V, a debljina izolacije mora biti najmanje
0,2 mm.
U samosigurnom sistemu osim izvora napajanja, pretvaraĉa i mjernih davaĉa imamo i spojni
pribor, kao što su razvodne kutije, konektori (utikaĉi i utiĉnice), stezaljke, sklopke, releji, koji ne
smiju umanjivati stepen zaštite.
Za upotrebu u rudnicima, ako su izraĊeni od plastike ili lakih metala, moraju odgovarati
općim zahtjevima koji se odnose na takve ureĊaje kao što je sadrţaj Mg, Al, Ti. Elektrostatiĉnost
mora odgovarati uvjetima upotrebe i općim zahtjevima za ugroţene prostore.
Za upotrebu u rudnicima moraju biti oznaĉeni, a to znaĉi moraju udovoljavati i svim općim
zahtjevima samosigurnosti, oţiĉenje, montaţu, prikljuĉne stezaljke, kućišta sa IP zaštitom,
konektore, zalijevanje izolacijskom masom, štampane ploĉe, releje, uzemljenje i elektriĉnu izolaciju
komponenti i oţiĉenja, kao i uslovima razdvajanja meĊu krugovima i prema zemlji, tj. da su
ispunjeni zahtjevi standarda bivše SFRJ JUS N: S8.321.
Udovoljavanje tim općim zahtjevima mora biti provjereno pri analizi kompletnog
samosigurnog sistema, što je potrebno izvršiti prilikom dobijanja certifikata o usklaĊenosti
protiveksplozivne zaštite sa BAS standardima za ĉitav sistem Ex ia I i pojedinaĉne ureĊaje od strane
ovlaštene ustanove u BIH (Ex Komisija BiH).
3. Treći dio samosigurnog sistema koji treba razmotriti su samosigurni ureĎaji koji se
smještaju u ugroţenom prostoru, a to su mjerni davači za metan (CH4), ugljen
monoksid (CO), ugljen dioksid (CO2), kiseonik O2 brzinu zračne struje, vlaţnost
zraka i temperaturu.
Svaki samosigurni sistem graĊen je po principu ˝pridruţeni ureĊaj – samosigurni ureĊaj˝ pri
ĉemu se kao i u našem sluĉaju, pridruţeni ureĊaj smješta izvan prostora ugroţenih eksplozivnom
atmosferom. Ovaj naĉin omogućava veću slobodu i jednostavnost rukovanja ureĊajima, a sa druge
strane ima niţe ekonomske zahtjeve.
Postavljanjem samosigurnih ureĊaja (mjernih davaĉa gasnog stanja, vlaţnosti zraka i brzine
zraĉne struje) u ugroţeni prostor, povezujemo jamsku stanicu digiTRANS 2100 (koja nije u
protiveksplozijskoj zaštiti) kablovima zbog prijenosa podataka. MeĊusobno povezan sistem
44
samosigurnih ureĊaja i krugova ĉini meĊusobno zavisan sistem, tako da zajedno sa kablovima mora
ostati u granicama unutar kojih je garantirana samosigurnost ˝ia˝.
Instalacijom samosigurnih sistema dobijamo mogućnost odrţavanja opreme u radu bez
provjere prisutnosti eksplozivnih gasova, a prilikom takvih radova ne umanjuje se sigurnost
opreme.
Nepaţljivo odrţavanje ĉak i na atestiranim ureĊajima moţe stvoriti opasne situacije, bilo
direktno, bilo uništenjem komponenata, oţiĉenja ili zraĉnih razmaka o kojima zavisi
protiveksplozijska zaštita.
Bitno je zbog toga da takvo odrţavanje vrši jedino kompetentno osoblje.[12]
45
7. ALARMNI PRAGOVI I AUTOMATSKO ISKLJUČENJE
ELEKTRIČNE ENERGIJE
Mjerenje i registracija parametara rudniĉke atmosfere sa alarmiranjem i isklapanjem
elektriĉne energije u sluĉaju prekoraĉenja dozvoljenih granica koncentracije metana (shodno
rudarskom dijelu projekta) su osnovne karakteristike kojim se rukovodilo prilikom odluĉivanja
zahtjeva pri nabavci mjerno nadzornog sistema za kontrolu gasnih parametara u jamama pogona
˝Haljinići˝, RMU ˝Kakanj˝ d.o.o. Kakanj.
U jamskoj stanici digiTRANS 2100 funkciju isklopa elektriĉne energije obavljaju releji
K1,K2,K3 ... , K17 sa isklopnim kontaktima (normalno zatvoreni) i to preko ureĊaja (veznog ĉlana)
za rastavljanje nesamosigurnih od samosigurnih strujnih krugova. Prekoraĉenjem dopuštenih
koncentracija metana na mjernim davaĉima, gdje su pragovi podešeni na samom ormaru jamske
stanice digiTRANS 2100, aktiviraju se pripadajući releji K1,...K17 koji su drţali zatvorene radne
kontakte. Nastankom alarmnog signala dolazi do prekidanja strujnog kruga otvaranjem kontakata.
Prekidanjem strujnog kruga, prekida se i pobuda releja ˝veznog ĉlana˝ (ostaje bez
napajanja), te on prekida strujno kolo za iskljuĉenje koje je vezano za radne kontakte.
Budući da ureĊaji (vezni ĉlan) imaju samo jedan izlaz sa radnim kontaktima, to se u
sluĉajevima isklopa više prekidaĉa previĊa umnoţivaĉ, odnosno pomoćni relej CNO.
Ovaj relej se napaja sa naponom 24 V preko strujnog kola koje je povezano za radne
kontakte, što znaĉi da je pod naponom dok su ovi kontakti zatvoreni, odnosno do pojave alarmnog
signala.
Otvaranjem kontakata releja CNO prekida se strujno kolo za napajanje upravljaĉkog releja
prekidaĉa (jednog ili više njih) te se vrši isklop elektriĉne energije u dijelu jame koji je napojen
preko ovoga (odnosno ovih) prekidaĉa.
UreĊaji (vezni ĉlan) i CNO moraju biti ugraĊeni u protiveksplozijski zaštićeno kućište Exd.
Koncept isklopa elektriĉne energije je naprijed naveden, tako da se sve izmjene u
elektroenergetskoj mreţi moraju usaglasiti i to na taj naĉin da ni jedan ureĊaj ili kabl ne smije biti
pod naponom ako nisu u sistemu samosigurnosti Exia, u sluĉaju prekoraĉenja dozvoljenih
kocentracija metana.
Iskljuĉenje elektriĉne energije, s obzirom na elektroenergetsku mreţu jame, moguće je
iskljuĉiti na više naĉina i to preko :
- zaštitnih prekidača u niskonaponskim razvodima,
- NN zaštitnih prekidača transformatorskih stanica,
- zaštitnih prekidača visokonaponskih jedinica.
Glavne karakteristike, koje utjeĉu na selektivno iskljuĉenje elektriĉne energije kod prekoraĉenja
alarmnih nivoa su:
1. Jamske stanice digiTRANS 2100 i oprema u dispeĉerskom centru, ukljuĉujuĉi i instalaciju
prijenosa informacija meĊu njima, nije u zaštiti Ex ia, tako da se moraju iskljuĉivati,
46
2. Mjerni davaĉ i instalacija prijenosa informacija od jamske stanice digiTRANS 2100 su u
protiveksplozijskoj zaštiti Ex ia i zbog toga mogu ostati ukljuĉeni i kod prekoraĉanja
alarmnih vrijednosti,
3. Prilikom automatskog selektivnog iskljuĉenja elektriĉne energije potrošaĉa, potrebno je
neovisno obezbjediti napajanje potrebnih ventilatora elektriĉnom energijom.
4. Ako mjerni davaĉ za metan MM1 koji se nalaze u ulaznoj zraĉnoj struji registruje i alarmira
vrijednost 0,5 % CH4 , potrebno je, nakon signalizacije u DC, ruĉnim naĉinom iskljuĉiti
napajanje el.energijom kompletne jame, a istovremeno obezbjediti neovisno napajanje
el.energijom glavnih ventilatora. U ovome sluĉaju treba ruĉnim naĉinom iskljuĉiti i rezervna
napajanja opreme u DC i jamske stanice digiTRANS 2100. [12]
47
8. ZAŠTITNE MJERE
U ovom ćemo poglavlju razmotriti sve one elektriĉne pojave na koje je potrebno
obratiti paţnju u rudniĉkoj elektrifikaciji jer, u protivnome, one mogu biti uzrokom vrlo
neugodnih dogaĊaja, pa i oštećenja postrojenja, ugroţavanja zaposlenog osoblja ili izazivanja
poţara eksplozije. Svim tim pojavama, kada je rijeĉ o rudnicima s podzemnom
eksploatacijom, valja prilaziti s drugog stajališta negoli je to uobiĉajeno u nadzemnim
mjestima i u općoj elektrotehniĉkoj praksi, i to iz ovih razloga:
a) Vrijednost i vrijeme amortizacije elektriĉnih postrojenja u rudnicima znatno se
razlikuju od opće prakse, što znatno utjeĉe na tehniĉke zakonitosti proraĉuna i
dimenzioniranja pojedinih elektriĉnih postrojenja;
b) Prilike eksploatacije i odrţavanja mnogo su teţe i potreban je posebni tretman za
postrojenje;
c) Zbog skuĉenog prostora (i prisutnosti vlage) rukovanje je vrlo oteţan, pa treba
posebnu paţnju obratiti greškama na ureĊajima radi zaštite rukujućeg osoblja;
d) U ugljenokopima je prisutna opasnost od poţara, a i od eksplozije jamskih plinova
i zapaljive prašine. [4]
Iz spomenutih razloga potrebno je obratiti paţnju na one pojave koje utjeĉu na faktore koji su
obuhvaćeni ovim specifiĉnostima rudniĉkih elektriĉnih postrojenja, a to su, izmeĊu ostalog:
- strujno opterećenje
- pad napona
- kratki spoj
- zemljospoj
- prenaponi
- atmosferska praţnjenja
- statiĉki elektricitet
- lutajuće struje.
Da bi se osigurala odgovarajuća zaštita u rudniĉkim elektriĉnim postrojenjima, a
posebno u rudnicima s podzemnom eksploatacijom, ima nekoliko osnovnih zaštitnih mjera na
koje treba raĉunati u elektrifikaciji rudniĉkih pogona.
Osnovne grupe zaštitnih mjera za opisane pojave su:
1. zaštita od preopterećenja;
2. zaštita od podnapona ili nestanka napona;
3. zaštita od kratkog spoja;
4. zaštita od previsokog dodirnog napona;
5. zaštita od utjecaja nekontroliranih, spontanih pojava, kao što su:
a) atmosfersko praţnjenje na površini,
b) elektrostatski naboj,
c) lutajuće struje.
48
Za rudnike ugroţene od poţara i za one s eksplozivnim jamskim plinovima još su
posebne mjere zaštite:
- protueksplozijska zaštita elektriĉnih ureĊaja;
- naroĉite mjere zaštite (specijalni kontrolnici).
8.1. Tehničke mjere zaštite
Ograniĉenje napona. Smatra se nepotrebnim provoditi bilo kakve zaštitne mjere ako najveći
napon strujnog kruga ne premašuje efektivnu vrijednost od 25 V u normalnom pogonu, ni u
sluĉaju greške, pri ĉemu izvor napajanja moţe biti:
a) sigurnosni izolacijski transformator s posebno visokim stupnjem izolacije izmeĊu
primara i sekundara, gdje primarni napon nije viši od 1000 V;
b) izvor struje istog stepena sigurnosti kao sigurnosni transformator;
c) elektrohemijski izvori (akumulatori)
Smatra se da je udovoljeno mjerama zaštite od opasnosti elektriĉnog udara za strujne
krugove u kojima ni u kom sluĉaju normalnog pogona ili greške, najveći napon ne premašuje
50 V (efektivno) ako je:
- provedena zaštita da ljudi ne mogu doći u sluĉajni dodir s dijelovima pod naponom,
ako je provedena zaštita od direktnog dodira;
- provedena zaštita malim naponima.
Dijelovi pod naponom sekundarnog kruga ne smiju biti u galvanskoj vezi s dijelovima
pod naponom primarnog kruga, osim ako je zaštitni vodiĉ ujedno i nulti vodiĉ sistema zaštite
primarnog kruga. [4]
Zaštita od direktnog dodira.
Zaštita od direktnog dodira odnosi se na zaštitu od dodira dijelova pod naponom. Sprovodi se
preprekama ili zatvaranjem u kućišta ili ormare i izolovanjem dijelova pod naponom. Zaštita
preprekama ili zatvaranjem u kućište sprovodi se tako da se dijelovi pod naponom štite
mehaniĉkom zaštitom. [2]
Zaštita delova pod naponom izolovanjem.
Svi dijelovi pod naponom prekrivaju se izolacionim materijalom koji se ne moţe skinuti bez
razbijanja i koji ima izolaciona svojstva utvrĊena propisima o jugoslovenskim standardima za
rudarske kablove.[2]
Zaštita od napona greške.
Za zaštitu od napona greške primenjuju se opšte zaštitne mere, dodatno izolovanje, izolovani
prostori, elektriĉno odvajanje i sistemi zaštite mreţe. Izolovani prostor je zaštitna mjera koja
spreĉava istovremeni dodir delova razliĉitog potencijala u sluĉaju greške na funkcionalnoj
izolaciji elektriĉnih ureĊaja, tj. izmeĊu dva dohvatljiva provodljiva dijela elektriĉnog ureĊaja
ili jednog dohvatljivog provodljivog dijela elektriĉnog ureĊaja i bilo kog drugog provodljivog
dijela.
49
Elektriĉno odvajanje radi zaštite od strujnog udara u sluĉaju greške na funkcionalnoj
izolaciji elektriĉnog ureĊaja vrši se pod sljedećim uslovima:
1) svako strujno kolo mora biti namijenjeno za napajanje samo jednog elektriĉnog
ureĊaja ĉija struja nije veća od 16 A;
2) strujno kolo se mora napajati preko izolacionog transformatora ili motor-generatora s
meĊusobno izolovanim namotajima i visokim stepenom izolacije izmeĊu primara i
sekundara, a prijenosni sigurnosni transformator mora biti dodatno izolovan;
3) nazivni napon izvora napajanja moţe na primarnoj strani iznositi najmanje 500 V, a na
sekundarnoj najviše 380 V;
4) vodljivi dijelovi odvojenog strujnog kola ne smiju ni u jednoj taĉki biti spojeni sa
drugim strujnim kolima ili sa zemljom, izolacija odvojenog strujnog kola mora biti
kvalitetna, a prikljuĉci moraju biti izvedeni posebno savitljivim kablovima;
5) dohvatljivi dijelovi odvojenog strujnog kola ne smiju biti spojeni sa zaštitnim vodom i
sa dohvatljivim vodljivim dijelovima drugih kola;
6) pri radu u metalnim kotlovima transformator (ili izvor) mora biti postavljen izvan
kotla i posebnim provodnikom povezan sa metalnim stajalištem;
7) savitljivi prikljuĉni kablovi moraju biti vidljivi po cijeloj duţini i spolja mehaniĉki
neoštećeni.[2]
8.2. Zaštitne mjere u RMU Kakanj
Sve zaštitne mjere koje su primijenjene u projektu ventilacije RMU Kakanj bazirane
su shodno Pravilniku o tehniĉkim normativima za el.postrojenja, ureĊaje i instalacije u
rudnicima sa podzemnom eksplotacijom (sl.list SFRJ br.21/88), te vaţećim rudarskim
propisima i normativima JUS-a i BA standarda.
Zaštita od visokih napona dodira u 220 V jamskoj mreţi je izvedena zaštitnim
uzemljenjem izoliranih sistema uz obaveznu primjenu kontrolnika izolacije koji mora
ispunjavati uslove iz ĉlana 37 tehniĉkih propisa (sl.list.32/88).
Metalni djelovi koji normalno nisu pod naponom vezani su pomoću treće ţile
napojnog kabla tipa EpN 53, 3x2,5 mm2, na uzemljivaĉ koji je zajedniĉki i koji je u sklopu
napojne jamske TS za dotiĉnu jamsku stanicu digiTRANS 2100.
Prilikom primjene zaštitnog uzemljenja izolovanih sistema mora isti da sprijeĉi u
sluĉaju greške pojavu napona dodira većeg od 50 V, tj.proizvod prijelaznog otpora uzemljenja
i struje zemljospoja mreţe ne smije biti veći od 50 V.
Kao zaštita od visokih dodirnih napona u vanjskoj mreţi 220 V primijenit će se
˝nulovanje˝ TN C/S sistem. Ovim naponom kao što je već reĉeno napajaju se ureĊaji
instalirani u DC preko odgovarajućeg UPS-a.
Nulovanje se sastoji od spoja spoljnog zaštitnog dijela ureĊaja sa uzemljenom nul
taĉkom transformatora preko provodnika (zaštitnog voda ili nul voda). Za nulovanje je
potrebno primijeniti poseban zaštitni provodnik koji je u sastavu kabla, a obojen po cijeloj
svojoj duţini ţuto – zeleno. Zaštitnim provodnikom ni u kom sluĉaju ne smije proticati
50
pogonska struja. Zaštitni provodnik je potrebno odvojiti od nul vodiĉa na sabirnicama glavne
razvodne baterije sa koje je napojena utiĉnica automatske centrale. Ovim odvajanjem se
povećava efikasnost zaštite od visokih dodirnih napona.
Osnovni uslov ˝nulovanja˝ je da struja greške koja nastaje pri potpunom kratkom spoju
faznog provodnika sa nultim provodnikom ili zaštitnim provodnikom, bude veća ili bar
jednaka struji iskljuĉenja pripadajućeg instalacionog osiguraĉa.
Svi ureĊaji koji su instalirani u prostorijama sa II stepenom opasnosti odgovaraju
propisima za el. postrojenja u rudnicima sa podzemnom eksploatacijom. Kako su postavljeni
u sredinama ugroţenim eksplozivnim gasovima moraju imati certifikat o usaglašenosti
protiveksplozijske zaštite sa BAS standardima.
Za odvajanje samosigurnih strujnih krugova koriste se atestirani ureĊaji KLV-XXX-
PEx, a moţe i drugog tipa drugog proizvoĊaĉa koji se postavlja u kućište protiveksplozijski
zaštićeno Exd, kuĉište tip (4KTZ500, TSL ili drugi).
Na svim linijama prema jami postavljeni su samosigurni izvori napajanja i barijere pri
ĉemu su linije osigurane od dodira sa višim naponom.
Zaštita od struja kratkog spoja na dijelovima niskonaponske mreţe namijenjene za napajanje
DC i UPS-a će se izvesti topljivim osiguraĉima EZ 25/25 A.
Zaštita od preopterećenja napojnih kablova dispeĉerskog ormara i pretvaraĉa je izvedena
osiguraĉima budući da odgovaraju tabeli 4 Tehniĉkih propisa (sl.list SFRJ br.21/88).
Zaštita od vlage i prašine se postiţe upotrebom ureĊaja sa mehaniĉkom zaštitom od najmanje
IP 44.
U prostoriji DC je potrebno postaviti vatrogasni aparat S9, uputstvo za pruţanje prve pomoći
unesrećenim od elektriĉne struje, kao i upustvo za rukovanje i odrţavanje koji su sastavni
dijelovi rudarskog dijela projekta.
Pri postavljanju davaĉa metana treba voditi raĉuna da su oni osjetljivi na udarne talase
te se zbog toga moraju blagovremeno premještati sa napredovanjem fronte, odnosno drţati na
takvoj udaljenosti da ne budu ugroţeni udarnim talasom miniranja. Postavljanje odabranih
davaĉa u profilu prostorija izvršiti shodno prilozima datim rudarskom dijelu projekta.
Lokacije davaĉa su odreĊene takoĊer u rudarskom dijelu projekta. Za sve dalje faze
eksploatacije se treba drţati ovoga koncepta, gdje je rudarskim dijelom obuhvaćen
najnepovoljniji sluĉaj gledajući sa aspekta uticajnih faktora, što treba aţurirati internom
tehniĉkom dokumentacijom rudnika. U sluĉajevima ukidanja pojedinih mjernih mjesta
kritiĉna mjesta se mogu pokriti kontrolom prikljuĉenom na rezervno mjesto. Osim toga
kritiĉna mjesta mogu biti pokrivena i individualnom ruĉnom kontrolom raspoloţivim
individualnim instrumentima rudnika.
Za dobijanje potrebnih podataka o gasnom stanju u proizvodnom reviru u sluĉaju
vanrednih dogaĊaja data kontrola će se obavljati prikljuĉkom na rezervno mjesto. Mjerno
podruĉje ovih davaĉa treba da bude nešto veće (do 5 % CH 4), a zbog upotrebe u vanrednim
prilikama nalazili bi se u opremi ĉete za spašavanje.
Lokaciju mjernih davaĉa u svim vanrednim dogaĊajima odreĊuje štab sluţbe za
spašavanje u planu akcije pri ĉemu se moraju poštovati ranije postavljeni uslovi za
51
odreĊivanje mjesta i postavljanje davaĉa u popreĉnom profilu prostorije. U mreţi 220 V, sa
koje se napaja oprema u DC je potrebno ugraditi odvodnike prenapona u cilju zaštite
pomenutog sistema koji se pokazao osjetljivimna atmosferska preţnjenja i u blizini objekta u
kojem je instaliran.
Plašt kabla i EpN 53 3x2,5 mm2 i PP/Jz, 4x1,5/1,5 mm
2 povezati na uzemljenje na jamskoj
stanici digiTRANS 2100.
Sistem samosigurnih instalacija mora biti odvojen od pridruţenog samosigurnog
ureĊaja (jamska stanica digiTRANS 2100) tako što se plašt kabla PP/JZ 4x1,5/1,5 mm2 veţe
na kućište jamske stanice, a kućište mjernih davaĉa i razvodnih kutija se galvanski odvoji.[12]
8.3. Zaštitne mjere pri izvoĎenju el. instalacija
IzvoĊenje el.instalacija mogu vršiti samo ustanove koje posjeduju opremu, kadrove i
odgovarajuće odobrenje koje uslovljava Zakon u rudarstvu.
Radovi se moraju izvoditi samo na osnovu odobrene tehniĉke dokumentacije.
IzvoĊaĉ radova mora da ima lice sa ovlaštenjem radova na ovim vrstama posla.
Radnici koji rade na neposrednim poslovima moraju da imaju sva liĉna i zaštitna sredstva i
zaštitnu opremu koja posjeduje dokaze o ispitivanju (ispitni protokol) od strane proizvoĊaĉa i
ovlaštene ustanove.
Prilikom izvoĊenja radova zaposleno osoblje mora se pridrţavati Zakona iz oblasti
zaštite na radu i vaţećih tehniĉkih propisa i pravilnika.
Sva upotrebljena oprema i materijal mora odgovarati odobrenoj tehniĉkoj
dokumentaciji, odnosno odredbama JUS-a i postojeĉih BAS standarda, a takoĊer i tehniĉkim
normativima za predviĊenu oblast.
Prije izvoĊenja radova, rukovodilac grupe radnika koja će izvoditi radove treba da
prouĉi projekat i obiĊe odreĊene lokacije na osnovu ĉega će odrediti redoslijed radova.
Konaĉno puštanje postrojenja u rad je dozvoljeno nakon ispitivanja elektriĉnih ureĊaja
i instalacija.
Ova ispitivanja se vrše shodno vaţećim pravilnicima i normativima i to:
a) Provjera efikasnosti zaštite od previsokih napona dodira,
b) Mjerenje otpora uzemljenja
c) Provjera galvanske povezanosti
d) Regulaciju releja kao i kontrolu prorade istih,
e) Provjera protiveksplozijske zaštite samosigurnih insatalacija Exia I za ĉitav sistem.
Nakon izvršenih pregleda i ispitivanja neophodno je evidentirati dobivene rezultate, te iste
saĉuvati. [12]
52
8.4. Zaštita od poţara
Prva i osnovna zajedniĉka osobina svih ureĊaja odnosi se na njihov izbor, tako da oni
uvijek moraju biti prilagoĊeni utjecaju okoline i uvjetima upotrebe, s obzirom na:
- mehaniĉke;
- elektriĉne;
- termiĉke;
- hemijske
efekte, što se odraţava na vijek trajanja u odgovarajućoj okolini. Za nivo elektriĉne energije
koji treba smatrati opasnim za paljenje neke eksplozivne smjese, moţe se uzeti da elektriĉni
ureĊaji kojima nijedan parametar ne premašuje ove vrijednosti: napon 1,2 V, struja 0,1 A,
snaga 25 mW, neće biti uzroĉnik paljenja eksplozivne atmosfere.
Svi ostali elektriĉni ureĊaji se tretiraju kao potencijalni uzroĉnici paljenja eksplozivne
atmosfere i oni se izvode u odgovarajućoj protueksplozivnoj zaštiti, ispituju se i atestiraju.
U sluĉaju poţara na elektriĉnim instalacijama koristiti aparat sa CO2 ili S aparat. U
sluĉaju RMU Kakanj, projektom, sukladno propisima, je predviĊeno da se ti aparati postave u
neposrednoj blizini jamske stanice digiTRANS 2100 kao i u prostoriji dispeĉerskog centra.
8.5. Zaštita od statičkog elektriciteta
Zaštita od statiĉkog elektriciteta provodi se izborom opreme tako da sprijeĉi stvaranje
elektrostatiĉkih naboja većih potencijala. Prilikom nabavke opreme na kojoj postoji
mogućnost stvaranja statiĉkog elektriciteta obavezno obezbjediti atest od proizvoĊaĉa o
antistatiĉnosti i nezapaljivosti.
Općenito se moţe reći da je za svaki rudnik potrebno, radi zaštite od elektrostatskih
naboja, sistematski analizirati vlaţnost zraka. Ako se, naime, pokaţe da ima uvjeta za
nastanak elektrostatskih naboja, odgovarajućim se instrumentom izmjere i utvrde potencijalna
mjesta gdje se skuplja elektrostatski naboj, i donose se odluke o zaštitnim mjerama.
Za rudniĉke prostore (zbog vlaţnosti manje od 65% u pravilu) ne smiju se
upotrebljavati izolacijski, već poluprovodljivi materijali: za pogonsko remenje
poluprovodljiva guma, za ventilacijske cijevi poluprovodljivi PVC, gumene cijevi od
poluprovodljive gume, torba za eksploziv, obuća od poluprovodljivog materijala itd.
Najbolji su samo oni materijali koje su odgovarajuće institucije atestirale da ne mogu
biti nosioci elektrostatskih naboja. [4]
8.6. Zaštita od ugljene prašine
U postojećim rudarskim projektima dat je naĉin obaranja ugljene prašine u jamskim
prostorijama. Kako taj naĉin uglavnom predviĊa prskanje vodom jamskih prostorija, on se ne
moţe primjeniti za skidanje ugljene prašine sa elektroenergetskih ureĊaja i instalacija.
53
Skidanje prašine sa elektroenergetskih ureĊaja i instalacija mora se vršiti bez prisustva
vode tj. metlom, pamuĉnjakom i sl.
Mora se uvesti knjiga evidencije skidanja prašine sa elektroenergetskih ureĊaja i
instalacija u kojoj se mora definisati datum i mjesto skidanja prašine sa potpisima lica koja su
to izvršila kao i potpis nadzornika elektro sluţbe. Sva elektriĉna oprema koja se koristi u jami
mora biti izvedena u mehaniĉkoj zaštiti najmanje IP 54.[4]
8.7. Rukovanje i odrţavanje el. ureĎaja i instalacija
Rukovanje i odrţavanje kompletne opreme mjernog nadzornog sistema za kontrolu
gasnih i ventilacionih parametara, vršiti na osnovu prevedene tehniĉke dokumentacije koju je
dostavio isporuĉilac opreme.
Prije puštanja u probni rad navedenog sistema, potrebna je i dodatna obuka osoblja
koji će rukovati i odrţavati sistem.
Posebnu paţnju posvetiti obuci struĉnog osoblja koja vrše odrţavanje s obzirom na
vrstu protiveksplozijske zaštite samosigurnih sistema i instalacija Exia I.
1. Lica kojima je duţnost da odrţavaju i nadziru elektriĉna postrojenja, ureĊaje i
instalacije moraju naroĉito paziti da protiveksplozijska zaštita bude uvijek u
ispravnom stanju.
2. Oštećeni elektriĉni ureĊaji ne smiju se dalje upotrebljavati, osim ako je oštećenje takve
prirode da oĉigledno njihovo oštećenje ne donosi neku opasnost. Svaki ureĊaj ako nije
u ispravnom stanju mora se odmah iskljuĉiti i moţe se ponovo ukljuĉiti tek poslije
otklanjanja kvara.
3. Svaki ureĊaj, a naroĉito oni u zatvorenim el.pogonskim prostorijama, moraju se
povremeno oĉistiti i zaštiti od hrĊanja.
4. Svi gumeni zaptivaĉi, ako ih ima, moraju biti od meke elastiĉne gume. Ako zaptivaĉ
nije više elastiĉan, mora se odmah zamijeniti novim.
5. Sve zaštitne površine Ex ureĊaja u pogonu moraju se redovno ĉistiti i premazivati
bezkiselinskim mastima. UreĊaje u skladištima takoĊe treba pregledati i dovesti u red
najmanje jednom godišnje.
6. Svi vijci koji drţe poklopce ili dijelove ureĊaja, a posebno na Ex ureĊajima, moraju
biti u punom broju, ĉvrsto pritegnuti i osigurani od popuštanja.
7. Nije dozvoljeno otvarati ormariće i kućišta sa nezaklonjenim dijelovima pod
naponom. U metanskim jamama zabranjen je svaki rad pod naponom i ispod 50 V. U
metanskim jamama ne smiju se zamjenjivati ulošci osiguraĉa i sijalice pod naponom.
Rad i otvaranje kućišta pod naponom dozvoljen je samo kod samosigurnih strujnih
krugova i ureĊaja.
8. Kućišta protiveksplozijski zaštićenih el.ureĊaja treba otvarati samo na predviĊen
naĉin. Zabranjeno je otvaranje na naĉin koji bi oštetio njihovu protiveksplozijsku
zaštitu.
54
8.8. Zaštita od kratkih spojeva
Da bismo mogli provesti proraĉun veliĉine struje kratkog spoja, moramo najprije
izraĉunati ukupnu impedanciju mreţe, od izvora do mjesta kratkog spoja. Kako u današnjem
sistemu mreţa nije moguće izraĉunati s kojeg se izvora napaja rudnik, moţemo izvorom
smatrati prikljuĉno mjesto s kojeg se za rudnik uzima elektriĉna energija, i cjelokupnu mreţu
nadomjestiti nekom odreĊenom impedancijom s kojom ćemo ići u daljnji proraĉun.
Nadomjesna se impedancija mreţe raĉuna posebno za sljedeća dva stanja u mreţi, i to:
- momentalnu situaciju ili za poĉetak eksploatacije postrojenja, tzv. sadašnje
stanje;
- perspektivno stanje mreţe koje se moţe oĉekivati u idućih 10-15 godina, što se
smatra kao vrijeme ekonomske amortizacije osnovnih energetskih rasklopnih
postrojenja.
Shodno tome, za proraĉun:
1. maksimalne struje kratkog spoja valja uzeti minimalnu nadomjesnu impedansu
mreţe do koje moţe doći u perspektivi uz puni kapacitet mreţe;
2. minimalne struje kratkog spoja moramo uzeti maksimalnu nadomjesnu impedansu
koju nam daje sadašnje stanje ili kod reduciranog kapaciteta mreţe.
Elektrodistributivna organizacija na mjestu prikljuĉka rudnika duţna je dati podatke o
snazi kratkog spoja i o vršnoj vrijednosti njegove udarne struje, i to za sadašnje stanje i za
perspektivno stanje mreţe. Na osnovu tih podataka, izraĉunava se minimalna i maksimalna
nadomjesna impedansa mreţe.[4]
Općenito nadomjesnu impedansu mreţe raĉunamo prema izrazu:
U – nazivni napon (kV)
Pk – snaga kratkog spoja (MVA)
8.9.1. Uređaji za zaštitu od kratkog spoja
Sklopnu napravu za zaštitu od kratkog spoja mogu ĉiniti
a) zaštitni prekidaĉ (sa zaštitnim elektromagnetskim okidaĉima);
b) rastalni osiguraĉi;
c) sklopnici snage (sa zaštitnim elektromagnetskim relejima).
Svi sklopni ureĊaji, kao što su prekidaĉi, sklopke, rastavljaĉi itd., ne smiju se sluĉajno
ukljuĉiti (npr. padom predmeta, zarušavanjem, potresanjem itd.) i moraju biti lako
pristupaĉni. Okidaĉi i releji na sklopnim aparatima moraju odgovarati termiĉkim i
dinamiĉkim opterećenjima kratkog spoja na mjestu ugradnje. [2]
55
Zaštitni su prekidači sklopne naprave kojima je u uklopljenom stanju akumulirana
mehaniĉka energija u opruzi, a ona sluţi za naglo otvaranje kontakata i prekidanje
nastale struje kratkog spoja. Ovaj mehanizam za isklapanje aktiviraju
elektromagnetski okidaĉi, a njih struja kratkog spoja.
Zaštitni okidači imaju obiĉno dva odvojena sistema – jedan pomoću bimetala, koji je
zaštita od preopterećenja, i drugi pomoću elektromagneta (Z), koji aktivira direktna
struja kratkog spoja, a privuĉene kotve djeluju neposredno na okidaĉki mehanizam.
Rastalni prekidači su sklopne naprave što prekidaju strujni krug rastaljivanjem
rastalnice, koja ĉini strujnu stazu osiguraĉa, ukoliko se premaši njezina nazivna
vrijednost. Rastaljivanje rastalnice obavlja se u keramiĉkom tijelu ispunjenom
kvarcnim pijeskom tako da se efikasno izolira i gasi nastali luk.
Sklopnici snage s elektromagnetskim relejima. Za potrošaĉe udaljene od
trafostanice do kojih su minimalne struje dvopolnog kratkog spoja relativno male, vrlo
ĉesto moţemo doći u situaciju da zaštita s rastalnim osiguraĉima, obiĉnim ili
specijalnim, ne udovoljava dovoljno brzom prekidanju nastalog kratkog spoja. Tad se
kao zaštita upotrebljava posebni termomagnetski relej kombiniran od bimetalnog i
elektromagnetskog releja.
U osnovi od takvog sklopnika treba zahtijevati prekidanje struje znatno veće od onih
koje su propisane za standardne sklopnike. Upravo zbog tog zahtjeva ovakav sklopnik
nazivamo sklopnik snage.
56
9. ZAKLJUČAK
Uz sve veće zahtjeve za elektriĉnom energijom prisutna je tendencija za unapreĊenjem
rentabilnijih rješenja u eksploataciji rudniĉkih sirovina uz što manju potrošnju elektriĉne
energije. S druge strane, savremeni naĉin proizvodnje zahtijeva veću koliĉinu mehanizacije.
Sve to rezultira izvjesnim energetskim problemima, ali i otvara pitanja osiguranja većeg
stepena zaštite u odnosu na ranije, manje mehanizovane sisteme dobivanja rudniĉkih sirovina.
MeĊutim, dok se na jednoj strani radi na optimizaciji procesa vezanih za vaĊenje
sirovina iz podzemnih rudnika, na drugoj strani izostaje praćenje i izrada novih,
odgovarajućih tehniĉkih propisa. Upravo iz tog razloga, potrebno je pridavati paţnju ovoj
tematici i dopunjavati zakonsku regulativu u cilju efikasnijeg razvoja. Drugim rijeĉima,
intenzivirao bi se proces izbacivanja zastarjele tehnologije, a ubrzao proces iskorištenja novih
naprednih tehnologija.
U radu je dat osvrt na gasno-ventilacione sisteme koji su neophodan preduslov samog
rada rudnika, te je s tim u vezi uzet primjer RMU Kakanj. S obzirom da se radi o metanskoj
jami, osvrnuli smo se na tehniĉke propise koji se odnose na tu kategoriju rudnika, pa su
objašnjeni uslovi korištenja elektriĉnih ureĊaja u tim jamama, zatim mjerenja, s aspekta
zaštite, bitnih supstancija u zraku. TakoĊer, razmotren je naĉin izvedbe i reagovanje alarmnih
sistema, kao i reagovanje odgovarajućih zaštitnih ureĊaja u sluĉaju opasne koncentracije
nedozvoljenih supstancija u jamskom vazduhu, ali i reagovanje zaštite u sluĉaju kratkih
spojeva i drugih el. pojava koje mogu ugroziti ţivot radnog osoblja u rudniku.
57
10. LITERATURA
[1] Muharemović, A., Boras, V., ''Elektriĉne instalacije i mjere sigurnosti", ETF Sarajevo,
2009.
[2] Pravilnik o tehniĉkim normativima za elektriĉna postrojenja, ureĊaje i instalacije u
rudnicima sa podzemnom eksploatacijom, "Sl. list SFRJ", br. 21/88 i 90/91
[3] Delić E., Šišić R., Nukić E., Osiguranje kvalitete ventilacionih sistema podzemnih
rudnika uglja, Rudarsko-geološko-graĊevinski fakultet, Tuzla, juni 2007.
[4] Nenad Marinović, ''Rudarska elektrotehnika'', Školska knjiga, Zagreb 1982.
[5] Pravilnik o sadrţaju elaborata, naĉinu i postupku za kategorizacije ugljenih slojeva i jama
i razvrstavanju jamskih prostorija prema stepenu opasnosti od metana, ''Sluţbene novine
Federacije BiH'', broj 26/10
[5] Nuić, J., Ţivković, S., Krasić, D., Galić, I., ''Kategorizacija podzemnih radova po
metanu'', Rudarsko-geološko-naftni izbornik, Zagreb, 1996.
[6] Kamberović, M., Propisi za elektriĉna postrojenja, ureĊaje i instalacije u rudnicima sa
podzemnom eksploatacijom mineralnih sirovina, Beograd
[7] Janković, B., Procjena izloţenosti opasnim i štetnim tvarima pri podzemnim radovima,
Doktorski rad, Rudarsko-geološko-naftni fakultet, Zagreb 2012
[8] Vrkljan, D., Vjetrenje rudnika, Rudarsko-geološko-naftni fakultet, Zagreb
[9] http://www.rmukakanj.ba/
[10] http://www.kogeneracija.rs/jamski.html
[11] http://en.wikipedia.org/wiki/Underground_mine_ventilation
[12] DRP mjerno-nadzornog sistema za kontrolu gasnih i ventilacionih parametara u jamama
pogona ˝Haljinići˝ RMU ˝Kakanj˝ d.o.o.
58
PRILOG
1. Tehnički podaci za MPS-01
Certifikat (BiH): K – 09 034
Ex oznaka zaštite:
Princip mjerenja: Pelistor
Ulaz gasa: Difuzno
Raspon mjerenja: 0 – 5% CH4
Greška mjerenja: maksimalno 5% mjerne vrijednosti
Rezolucija: 0,1 Vol%
Vrijeme odziva t(90%): <30s
Napon napajanja: 9 - 16V (DC) (iz samosigurne jedinice za napajanje)
Maksimalna potrošnja struje: <150mA
Analogni izlazi: - Frekventni izlaz: (5Hz – 15Hz) - Strujni izlaz: (0,2mA – 1,0mA) /5kΩ ili
- Strujni izlaz: (4,0mA – 20,0mA) /260Ω
- Naponski izlaz: (0.4V – 2V) ili (1V – 5V)
Težina: 4,0kg Mehanička zaštita: IP65 Vanjske dimenzije: 290,0 x 126,0 x 90,0mm (sa vanjskim držačem - kukom) Radna temperatura okoline: -20°C - +60°C Vlaga bez kondenzacije: 0 – 99% RH Materijal kućišta: zaštićen od hrđe Zaštita od udara: 20J
I M1 Ex ia I
59
2. Tehnički podaci za MPS-02
Certifikat (BiH): K – 09 035
Ex oznaka zaštite:
Princip mjerenja: Termički
Položaj Slobodno zrak
Raspon mjerenja: 0 – 20m/s
Greška mjerenja: <3% mjerne vrijednosti
Rezolucija: 0,01m/s
Vrijeme odziva t(90%): <25s
Napon napajanja: 9 - 16V (DC) (iz samosigurne jedinice za napajanje)
Maksimalna potrošnja struje: <80mA
Analogni izlazi: - Frekventni izlaz: (5Hz – 15Hz) - Strujni izlaz: (0,2mA – 1,0mA) /5kΩ ili
- Strujni izlaz: (4,0mA – 20,0mA) /260Ω
- Naponski izlaz: (0.4V – 2V) ili (1V – 5V)
Težina: 4,0kg Mehanička zaštita: IP65 Vanjske dimenzije: 290,0 x 126,0 x 90,0mm (sa vanjskim držačem - kukom) Radna temperatura okoline: -20°C - +60°C Vlaga bez kondenzacije: 0 – 99% RH Materijal kućišta: zaštićen od hrđe Zaštita od udara: 20J
I M1 Ex ia I
60
3. Tehnički podaci za MPS-03
Certifikat (BiH): K – 09 036
Ex oznaka zaštite:
Princip mjerenja: Senzor sa zabranjenim pojasom (bandgap)
Ulaz zraka: Difuzno
Raspon mjerenja: od -20ºC do +100ºC
Greška mjerenja: maksimalno 0,3ºC
Rezolucija: 0,01ºC
Vrijeme odziva t(90%): <30s
Napon napajanja: 9 - 16V (DC) (iz samosigurne jedinice za napajanje)
Maksimalna potrošnja struje: <60mA
Analogni izlazi: - Frekventni izlaz: (5Hz – 15Hz) - Strujni izlaz: (0,2mA – 1,0mA) /5kΩ ili
- Strujni izlaz: (4,0mA – 20,0mA) /260Ω
- Naponski izlaz: (0.4V – 2V) ili (1V – 5V)
Težina: 4,0kg Mehanička zaštita: IP65 Vanjske dimenzije: 290,0 x 126,0 x 90,0mm (sa vanjskim držačem - kukom) Radna temperatura okoline: -20°C - +60°C Vlaga bez kondenzacije: 0 – 99% RH Materijal kućišta: zaštićen od hrđe Zaštita od udara: 20J
I M1 Ex ia I
61
4. Tehnički podaci za MPS-05
Certifikat (BiH): K – 09 037
Ex oznaka zaštite:
Princip mjerenja: Hemijska ćelija
Ulaz gasa: Difuzno
Raspon mjerenja: 0 – 30% O2
Greška mjerenja: maksimalno 5% mjerne vrijednosti
Rezolucija: 0,1 Vol%
Vrijeme odziva t(90%): <20s
Napon napajanja: 9 - 16V (DC) (iz samosigurne jedinice za napajanje)
Maksimalna potrošnja struje: <60mA
Analogni izlazi: - Frekventni izlaz: (5Hz – 15Hz) - Strujni izlaz: (0,2mA – 1,0mA) /5kΩ ili
- Strujni izlaz: (4,0mA – 20,0mA) /260Ω
- Naponski izlaz: (0.4V – 2V) ili (1V – 5V)
Težina: 4,0kg Mehanička zaštita: IP65 Vanjske dimenzije: 290,0 x 126,0 x 90,0mm (sa vanjskim držačem - kukom) Radna temperatura okoline: -20°C - +60°C Vlaga bez kondenzacije: 0 – 99% RH Materijal kućišta: zaštićen od hrđe Zaštita od udara: 20J
I M1 Ex ia I
62
5. Tehnički podaci za MPS-06
Certifikat (BiH): K – 09 038
Ex oznaka zaštite:
Princip mjerenja: Hemijska ćelija
Ulaz gasa: Difuzno
Raspon mjerenja: 0 – 1000ppm
Greška mjerenja: maksimalno ±20ppm
Rezolucija: 0,5ppm
Vrijeme odziva t(90%): ≤ 35s
Napon napajanja: 9 - 16V (DC) (iz samosigurne jedinice za napajanje)
Maksimalna potrošnja struje: <60mA
Analogni izlazi: - Frekventni izlaz: (5Hz – 15Hz) - Strujni izlaz: (0,2mA – 1,0mA) /5kΩ ili
- Strujni izlaz: (4,0mA – 20,0mA) /260Ω
- Naponski izlaz: (0.4V – 2V) ili (1V – 5V)
Težina: 4,0kg Mehanička zaštita: IP65 Vanjske dimenzije: 290,0 x 126,0 x 90,0mm (sa vanjskim držačem - kukom) Radna temperatura okoline: -20°C - +60°C Vlaga bez kondenzacije: 0 – 99% RH Materijal kućišta: zaštićen od hrđe Zaštita od udara: 20J
I M1 Ex ia I
63
6. Tehnički podaci za MPS-07
Certifikat (BiH): K – 09 039
Ex oznaka zaštite:
Princip mjerenja: Kapacitivni
Ulaz gasa: Difuzno
Raspon mjerenja: 0 – 100% RH
Greška mjerenja: maksimalno ±2% RH
Rezolucija: 0,05% RH
Vrijeme odziva t(63%): < 8s
Napon napajanja: 9 - 16V (DC) (iz samosigurne jedinice za napajanje)
Maksimalna potrošnja struje: <60mA
Analogni izlazi: - Frekventni izlaz: (5Hz – 15Hz) - Strujni izlaz: (0,2mA – 1,0mA) /5kΩ ili
- Strujni izlaz: (4,0mA – 20,0mA) /260Ω
- Naponski izlaz: (0.4V – 2V) ili (1V – 5V)
Težina: 4,0kg Mehanička zaštita: IP65 Vanjske dimenzije: 290,0 x 126,0 x 90,0mm (sa vanjskim držačem - kukom) Radna temperatura okoline: -20°C - +60°C Vlaga bez kondenzacije: 0 – 99% RH Materijal kućišta: zaštićen od hrđe Zaštita od udara: 20J
I M1 Ex ia I
64
7. Tehnički podaci za MPS-10
Certifikat (BiH): K – 09 040
Ex oznaka zaštite:
Princip mjerenja: Piezoelektrični
Ulaz gasa: Difuzno
Raspon mjerenja: Pritisak zraka do 1100mbar Diferencijalni pritisak <5bar
Greška mjerenja: maksimalno ±1%FSS mjerne vrijednosti
Rezolucija: 12bit (digitalni izlaz)
Vrijeme odziva tg0: <500us
Napon napajanja: 9 - 16V (DC) (iz samosigurne jedinice za napajanje)
Maksimalna potrošnja struje: <60mA
Analogni izlazi: - Frekventni izlaz: (5Hz – 15Hz) - Strujni izlaz: (0,2mA – 1,0mA) /5kΩ ili
- Strujni izlaz: (4,0mA – 20,0mA) /260Ω
- Naponski izlaz: (0.4V – 2V) ili (1V – 5V)
Težina: 4,0kg Mehanička zaštita: IP65 Vanjske dimenzije: 290,0 x 126,0 x 90,0mm (sa vanjskim držačem - kukom) Radna temperatura okoline: -20°C - +60°C Vlaga bez kondenzacije: 0 – 99% RH Materijal kućišta: zaštićen od hrđe Zaštita od udara: 20J
I M1 Ex ia I
65
8. Ex ZAŠTITA MPS-XX
Konstrukcija mjerno-kontrolne jedinice MPS-XX uključuje sljedeće standarde:
EN 60079-0: 2006 Električni uređaji za eksplozivne atmosfere. (Opšti zahtjevi)
EN 60079-11: 2007 Električni uređaji za eksplozivne atmosfere – Part 11: (Samosigurnost »i«)
EN50303:2000 Oprema Grupe I, Kategorije M1, koja ostaje funkcionalna u atmosferama sa zapaljivim rudničkim gasovima i/ili ugljenom prašinom
